量子ドットエレクトロニクスの最前線

総論　量子ドットが創るナノエレクトロニクス、ナノフォトニクス

1.まえがき
2.超格子から量子ドットへ
3.量子ドット実現技術の発展
4.量子ドットレーザの発展
5.量子ドットの量子情報技術への展開～単一光子発生素子～
6.量子ドット－フォトニック結晶ナノ共振器結合による素子～単一人工原子レーザの実現～
7.むすび

第1編　基礎編

第1章　作製技術

第1節高密度・高均一InAs量子ドットの自己形成
1.はじめに
2.Stranski－Krastanov（SK）成長モードによる量子ドットの自己形成法
3.サイズ自己制限効果による高均一化
4.ナノホールを用いた近接積層成長による高均一化
5.サーファクタント効果による面内高密度化
6.まとめ
第2節超高密度半導体量子ドット形成技術の開発
1.はじめに
2.半導体量子ドットの形成法
3.歪補償法による量子ドットの多重積層化
4.むすび
第3節スピン量子ビットの実装に向けた半導体量子ドットの作製
1.はじめに
2.電子スピン量子ビットの原理
　3.量子ビット操作のための量子ドット
4.多ビット化のための量子ドット
5.おわりに
第4節SiGe量子ドットのエピタキシャル成長
1.はじめに
2.量子ドット成長の物理
3.量子ドット成長の実例
4.まとめ
第5節As2分子線によるInGaAs量子ドット超格子の作製
1.はじめに
2.量子ドット成長におけるAs2分子線の効果
3.In（Ga）As量子ドットの多積層化
4.In0.4Ga0.6As量子ドット超格子の作製
5.In0.4Ga0.6As量子ドット超格子太陽電池
6.まとめ

第2章　物性制御

第1節スピンに依存した新しい電流制御を可能にするｇ因子の異なる2種の量子ドットによる電子透過・捕獲現象
1.はじめに
2.背景
3.試料と測定方法
4.スピンに依存した透過と補足の原理
5.電流のソース・ドレイン電圧、ゲート電圧依存性
6.数値計算結果
7.スピンの透過と捕獲の競合
8.実験結果
9.まとめと今後の期待
第2節トップゲートとサイドゲートによるシリコン結合量子ドットの静電結合制御
1.はじめに
2.素子
3.電子輸送特性
4.まとめ
第3節微小共振器－量子ドットとの結合による励起子状態の制御
1.微小共振器と量子ドットとの結合
2.ナノフォトニック構造内量子ドットとの高効率光結合
3.まとめ
第4節自己組織化量子ドットにおける高効率スピン注入とその制御技術
1.半導体量子ドットにおける電子スピン特性
2.半導体自己組織化量子ドットへのスピン注入
3.量子ドットにおける高効率スピン注入とそのダイナミクス
4.量子ドットにおけるスピン注入の制御技術
5.まとめ
第5節炭素原子1層のシートを用いた結合量子ドット素子作製における制御技術
1.はじめに
2.グラフェン素子作製技術
3.電子輸送特性
4.結論と今後の展望

第3章　解析・構造評価

第1節GaAs2重量子ドットに閉じ込められた2電子スピン状態の電気的測定
1.はじめに
2.半導体量子ドット中の電子スピン量子ビット
3.2電子スピン波動関数の測定
4.ベル測定（量子もつれ合い測定）
5.まとめ
第2節STMBEによるInAs量子ドット成長表面の原子レベルその場STM観察
1.はじめに
2.STMBE装置のメカニズム
3.Ⅲ－Ⅴ族化合物半導体表面のSTMBE観察
4.まとめ
第3節MMGeを用いて形成したGe・SiCナノドットの構造評価
1.Si基板上へのGeナノドットの形成について
2.一定温度成長およびパルス温度制御核発生法によるGe・SiCナノドットの形成
3.SiC層でキャップされたGeドットの発光特性
4.まとめ
第4節MOCVD法によるGa（In）NAs系材料を用いたInAs量子ドットの形成・発光特性評価
1.はじめに
2.Ga（In）NAs系材料の特徴
3.Ga（In）NAsバッファ層上InAs量子ドット
4.GaNAs歪補償層を用いた多層量子ドット
5.窒素添加手法の展開
6.まとめ
第5節微小角入射X線回折法（GIXD法）による円柱型InAs/GaAs量子ドット構造の評価
1.はじめに
2.実験
3.結果と考察
4.まとめ

　
第2編　応用編

第1章　太陽電池

総説　量子ドットを用いた第三世代太陽電池開発の最新動向と課題
1.太陽光発電技術開発ロードマップ
2.第三世代太陽電池のコンセプトと量子ドットの利用
3.化合物系半導体量子ドット超格子型太陽電池
4.シリコン量子ドットを用いた太陽電池
5.まとめ
第1節光化学的手法を用いた硫化物半導体量子ドット担持TiO2の合成とその太陽電池への応用
1.はじめに
2.TiO2表面への量子ドット光析出反応
3.量子ドット増感型光電気化学セルへの応用
4.むすび
第2節増感剤にⅡ－Ⅵ族化合物半導体量子ドットを用いた太陽電池への応用
　1.はじめに
2.CdS量子ドットによる増感機能と太陽電池への応用
3.CdSe量子ドットによる増感機能
4.PbS量子ドットによる増感機能
5.おわりに
第3節界面制御による半導体量子ドット増感太陽電池の高効率化
1.はじめに
2.レドックス電解質による量子ドット増感太陽電池の効率への影響
3.金属酸化物界面バリア層形成による太陽電池の高効率化
4.おわりに

第2章　レーザ

総説　量子ドットレーザ開発の最新動向と課題
1.はじめに
2.自己形成量子ドット
3.量子ドットレーザ
4.今後の展望
5.まとめ
第1節毎秒25ギガビットの高速データ通信を実現した量子ドットレーザの開発
1.はじめに
2.量子ドットレーザの高速動作モデル
3.高密度量子ドットの開発と光学利得の評価
4.作製したファブリペローレーザの特性
5.まとめ
第2節Ge量子ドットを用いた高効率室温発光素子の開発
1.はじめに
2.Ge量子ドットと室温フォトルミネッセンス
3.電流注入型室温発光素子の開発
4.今後の課題
第3節サブナノ層間分離技術によるOバンドInAs/InGaAs量子ドットレーザ
1.量子ドット構造の高品質化技術
2.量子ドット光ゲインのOバンド半導体レーザ応用
3.量子ドット光ゲインの広帯域光源応用
4.まとめ
第4節ナノ共振器と単一半導体量子ドットを組み込んだ単一人工原子レーザ光源の開発
1.はじめに
2.半導体微小共振器の物理とナノレーザの特性
3.単一量子ドットナノ共振器レーザ
4.おわりに
第5節MOVPE選択成長とダブルキャップ法を用いた広帯域量子ドットLED
1.はじめに
2.MOVPEによる量子ドットのサイズ制御
3.量子ドットLEDの発光特性
4.まとめ

第3章　情報通信デバイス

総説　量子ドット情報通信デバイス開発の最新動向と課題
1.光情報通信のための量子ドット光ゲイン材料
2.超広帯域光ゲインを用いた量子ドット光デバイスと光情報通信応用
3.まとめ
第1節量子情報通信・処理の実現に向けた高効率固体量子位相ゲート
1.はじめに
2.量子位相ゲートとは
3.固体量子位相ゲートの提案
4.テーパー光ファイバー結合微小球共振器を用いた固体量子位相ゲート
5.まとめ
第2節量子暗号通信をターゲットとした通信波長帯単一光子源の開発
1.はじめに
2.量子暗号とは
3.単一光子発生技術
4.通信波長帯単一光子源開発
5.1.55μm帯量子暗号への応用例
6.まとめ
第3節光子および電子スピンを利用した量子情報・通信デバイスの開発
1.はじめに
2.スピン量子プロセッサー
3.光子と電子の量子メディア変換
4.光による電子スピンのコヒーレントな書き込み
5.光による電子スピンのコヒーレントな読み出し
6.量子ドットを用いたスピン量子プロセッサーの開発
7.量子中継への応用
8.今後の展望
第4節通信波長帯における歪補償量子ドットの励起子コヒーレンス
1.はじめに
2.実験方法
3.歪補償InAs量子ドット集合体におけるフォトンエコー測定
4.まとめと将来展望

第4章　単電子トランジスタ

総説　単電子トランジスタ開発の最新動向と課題
1.半導体ナノドットと単電子トランジスタ
2.単電子デバイスの位置付け
3.単電子トランジスタ（SET）の優位性
4.単電子転送と単電子メモリ
5.多数のナノドットを用いる論理素子
6.今後の課題と展望
第1節単一量子ドットトランジスタの量子伝導とその応用
1.はじめに
2.単一量子ドットトランジスタ
3.量子ドットの殻構造
4.InAs量子ドット中のスピン～近藤効果と電子のｇ因子～
5.InAs量子ドットにおけるスピン～軌道相互作用～
6.超伝導・強磁性電極を用いた新機能トランジスタ
7.まとめ
第2節原子間力顕微鏡を用いた自己形成InAs量子ドット単電子トランジスタの作製
1.はじめに～単一InAs量子ドット/金属ナノギャップ電極接合～
2.局所陽極酸化によるナノギャップ電極作製
3.単一InAs量子ドット/ナノギャップ電極接合による単電子トランジスタ素子の作製
4.まとめと今後の展望
第3節Si量子ドットを用いた単電子トランジスタの研究
1.はじめに
2.多重結合量子ドットによる少数電荷制御
3.RF－SETによる高速応答単電子トランジスタ
4.背景電荷の影響を受けないNEMS－SETハイブリッドデバイス
5.おわりに