特定の色中心から選択的に「単一光子」を発生：量子暗号通信の性能向上が可能に（2/2 ページ）

[馬本隆綱，EE Times Japan]

発生光子の単一光子性を評価

　さらに、発生光子の単一光子性を評価した。遅延時間が0ナノ秒時の同時計数値は、波長532nmで励起すると0.53±0.02となった。これに対し、波長637nmのレーザー光で励起した場合は、0.08±0.05と小さくなった。この値は、0.5以下で単一光子源の条件を満たし、0に近づくほどノイズが小さい「良質の単一光子源」であることを示すものだという。

　また、110Kから260Kまで温度を変化させた実験では、色中心からの発光強度が、hBN中のフォノンの量に比例することを確認した。同時に、フォノンのエネルギーが組み合わさることで、色中心の励起が行われていることを実証した。

実験装置の模式図［クリックで拡大］ 出所：京都大学他

上段は波長532nm（左）および、波長637nm（右）のレーザーで励起した場合の発光スペクトル。下段はそれぞれ2次の強度相関を測定した結果［クリックで拡大］ 出所：京都大学他

　今回の成果は、京都大学大学院工学研究科の岡城勇大修士課程学生、嶋崎幸之介博士課程学生、鈴木和樹修士課程学生（研究当時）、向井佑助教、竹内繁樹教授と公立千歳科学技術大学の高島秀聡准教授および、シドニー工科大学の共同研究によるものである。