【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1336
利用課題名 / Title
量子もつれ光発生のための、高精度窒化シリコンリング共振器の実現
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
X線回折/ X-ray diffraction,フォトニクス/ Photonics
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
竹内 繁樹
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
向井 佑,岡本 亮
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
周波数量子もつれ光とは、２つの光子がそれぞれある有限の周波数帯域（エネルギー）にわたり存在し、かつそれら２つの光子の周波数の和が確定した値をもつような、量子もつれ状態である。これまで我々は、窒化シリコン薄膜リング共振器を作製し、通信波長域（近赤外域）における広帯域周波数もつれ光の発生を実現してきた。このような周波数もつれ光の発生帯域をさらに長波の遠赤外域へと拡張するため、特異な結晶極性反転構造を持つガリウム砒素結晶（Orientation patterned GaAs: OP-GaAs）の利用を検討してきた。本素子を量子もつれ光源として利用するためには、結晶方位を特定する必要があった。
本研究では、X線回折装置を用いてOP-GaAs素子の結晶方位と結晶性の評価を行った。
実験 / Experimental
まず素子基板部分の単結晶GaAsについて、KT-310：X線回折装置を用いて、X線回折測定(ω-2θ測定)を行い、結晶方位を同定した。その後、結晶極性反転部分（OP構造成長部）についても、同様の測定を行い、単結晶基板の測定結果との比較から、結晶方位と結晶性の評価を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1(a)は、単結晶GaAs基板部分のX線回折測定結果である。GaAsの(002)回折に相当する明瞭なピークが観測されたことから、基板表面は(001)面であることが確認できた。次に基板上に成長させたOP構造部に対し、同様の測定を行ったところ、Fig.1(b)に示す回折スペクトルを得た。（004）回折と思しきピーク構造が確認できることから、基板部と同様に（001）面でGaAs結晶が成長していることが期待される。しかしながら、結晶部に比べ回折ピーク幅が大きく、成長過程で結晶性が低下していることが予想される。今後はX線回折測定による、OP構造部の３次元的な結晶方位同定を進める予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Figure 1. XRD spectra of (a) single-crystal GaAs substrate, and (b) OP-structure growth surface.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件