yrammuS 要概大岩 顕47AkiraOIWA阿部 友紀48TomokiABESiGe自己形成量子ドットを使った革新的スピン量子素子の開拓(2015採択)Development of innovative spin quantum devices based on SiGe self-assembled quantum dots(Project 2015)紫外線用有機-無機ハイブリッド構造集積化 APD の実現(2015採択)Development of organic-inorganic hybrid structure integrated APD for ultraviolet wavelength region(Project 2015)45Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2018)近年，IV族半導体をベースにした量子ドット中の電子スピンは，量子コンピュータの量子ビットの有力な候補として，世界で研究開発が活発化している．本研究では，我々はSiGe自己形成量子ドットの正孔系に着目し，正孔スピン物性を解明することで量子ビットの新しい候補として実証することを目標とした．まずSiGe自己形成量子ドット素子作製プロセスの確立を行い，クーロン振動など基本的な伝導と，近藤効果など正孔スピンコヒーレンスがかかわる現象を観測することに成功した．さらにInAs自己形成ドットを使って2重量子ドット作製と単一電荷検出法を開発した．Recent years, research and developments of electron spins in quantum dots (QDs) based on group IV materials are activated in the world. In this research, we focus on the hole system in SiGe self-assembled quantum dots and aim to verify the potential of the QDs for a new candidate of qubits by elucidating the hole spin properties. First, we have established the device fabrication process of the SiGe self-assembled QDs and have successfully observed the basic QD transport, like Coulomb oscilla-tions, and phenomena related to hole spin coherence, like Kondo effect. Moreover, we have developed the fabrication of double QDs and single electron charge sensing technique.近年，次世代光ディスク，火炎センサー，医療用PETなど紫外線の検出に注目が集まっている．現在，医療用に必要な微弱光の検出には，光電子増倍管が用いられていが，装置が大型で壊れやすく高価になるという問題点がある．この光電子増倍管を全固体素子であるアバランシェ・フォトダイオード（APD）に置き換えることができれば，上記問題が解決されるだけでなく集積化も可能となる．本研究では，有機-無機ハイブリッド型のZnSe系紫外光波帯APDを開発し，無機モノリシック光検出器と同程度以下の暗電流に抑えるとともに，窓層のパターン形成のみでエッチングなどの素子間分離をせずにAPDの集積化を実現した．Ultraviolet (UV) photo-detectors are attractive for a next-generation optical disk system, fire detection, medical positron emission tomography (PET) today. Now, photomultiplier tubes (PMTs) are used in a low level light detection for medical applications. But, they have severe problems (e.g. large device, fra-gile, expensive). If avalanche photodiodes (APDs) substitute PMTs, the problems above can be solved and device integration can be achieved. In this study, we have developed ZnSe-based UV-APDs with organic-inorganic structure, and demonstrated a low dark current in the same order of inorganic monolithic APDs. We have also developed integrated APDs without device separation processes.
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