異次元ナノ半導体界面に潜む量子光源の発見、室温量子技術への応用に期待 理化学研究所ら研究チーム

理化学研究所（理研）の共同研究チーム(筑波大学、東京大学、慶應義塾大学他)が、1次元と2次元の異なる次元性を持つナノ半導体の界面において、室温で動作する量子光源となる界面励起子を発見しました。従来の量子光源は極低温環境でしか動作せず、実用化には大きな課題がありましたが、今回の発見は室温動作可能な量子光源の実現に向けた大きな一歩となります。この成果は、量子通信や量子計算などの量子技術への応用に大きな貢献を期待されています。

研究チームは、1次元半導体であるカーボンナノチューブと2次元半導体であるセレン化タングステンを組み合わせて異次元ヘテロ構造を作成しました。バンドエンジニアリングの概念に基づいて電子と正孔が分かれやすいヘテロ構造を特定し、その発光特性を調査した結果、室温で明るい量子発光を示す界面励起子が存在することが判明しました。この界面励起子は、通信波長帯の単一光子源として量子技術への新たな展望を開く可能性を秘めています。

この研究成果は科学雑誌『Nature Communications』オンライン版に掲載されています。今後は、界面励起子の局在状態を最適化し、単一光子源としての性能向上に取り組むことが期待されています。また、室温で量子性を示す根本的な理由についての基礎的な理解を深める必要性も残っています。

詳細内容は、理化学研究所が提供する元記事を参照してください。

【引用元】

https://www.riken.jp/press/2024/20240411_2/index.html

【読み上げ】
VOICEVOX 四国めたん/No.7