JP5142908B2 - ノッチゲート素子 - Google Patents
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Description
M.Ohtsu,K.Kobayashi,T.Kawazoe,S.Sangu,T.Yatsui,IEEE J.Sel.Top.Quant.Electron.,to be published Vol8.No4 2002July-Aug,P839-P862 M.J.O’Mahony, D. Simeonidou, D. K. Hunter, A.Tzanakaki, IEEE Commn.Mag.39,128(2001)
本発明に係るノッチゲート素子による信号制御方法は、上述した課題を解決するために、 デジタル化されたゲート信号の入力に応じて出力信号に転流ノッチを発生させるノッチゲート素子による信号制御方法において、供給される入力光に応じて励起子が励起される第1のエネルギー準位を有し、当該第1のエネルギー準位から放出されたエネルギーに応じて上記出力信号としての出力光を生成する第1の量子ドットと、上記ゲート信号に対応する信号光による励起子の励起状態に応じて上記第1のエネルギー準位と共鳴するようにシフトする第2のエネルギー準位を有し、上記第1の量子ドットより大体積で構成される第2の量子ドットと、が誘電性の基板上に形成されてなるノッチゲート素子に対して、上記ゲート信号をONにする場合には、上記第1の量子ドットに対して入力光を供給し続けるとともに上記第2量子ドットに対して信号光を供給することにより、当該第2の量子ドットにおける上記第2のエネルギー準位を下位にシフトさせて、上記第1のエネルギー準位から上記励起子を注入することにより、上記放出されるエネルギーを減少させて上記出力信号の信号強度を低下させ、上記ゲート信号のON時に、上記入力光を供給し続けるとともに、上記信号光の供給を停止して、上記第2の量子ドットにおいて、上記第2のエネルギー準位へ注入された上記励起子をこれよりも下位準位へと遷移させ、当該下位準位に一時的に蓄積させた上記励起子に基づいて、上記信号光による励起子の励起に代替させて上記第2のエネルギー準位を上記第1のエネルギーと共鳴するようにシフトさせることにより、上記信号光が供給の停止状態においても上記出力信号の信号強度を低い状態で保持することを特徴とする。
動作させる際において常に外部から供給されている状態となる。このノッチゲート素子1では、入力光Aが供給されることにより動作可能となることから、この入力光Aは、いわゆる電源光としての役割を果たす。
E(nx,ny,nz)=h2/8π2m(π/L)2(nx 2+ny 2+nz 2)・・・・・(1)
ギー移動を実現することができる。
、ゲート用エネルギー準位23から放出される放出光Dの放出確率εとの間で以下の式(2)を満たすとき、このゲート用エネルギー準位23において励起子が一時的に蓄積することになる。
ここでいうエネルギー移動確率φは、詳細には、文献(K. Kobayashi, S. Sangu, T. Kawazoe, M. Ohtsu、Erratum to: ‘‘Exciton dynamics and logic operations in a near-field optically coupled quantum-dot system’’ Journal of Luminescence 114 (2005) 315-316)等に開示されている。
たなくさせ、その上で再度入力光Aの供給を開始すると、出力光Bは元に戻ることになる。
10 基板
11 第1の量子ドット
12 第2の量子ドット
21 第1のエネルギー準位
22 第2のエネルギー準位
23 ゲート用エネルギー準位
Claims (4)
- デジタル化されたゲート信号の入力に応じて出力信号に転流ノッチを発生させるノッチゲート素子において、
供給される入力光に応じて励起子が励起される第1のエネルギー準位を有し、当該第1のエネルギー準位から放出されたエネルギーに応じて上記出力信号としての出力光を生成する第1の量子ドットと、
上記ゲート信号に対応する信号光による励起子の励起状態に応じて上記第1のエネルギー準位と共鳴するようにシフトする第2のエネルギー準位を有し、上記第1の量子ドットより大体積で構成される第2の量子ドットと、が誘電性の基板上に形成されてなり、
上記ゲート信号をONにする場合には、上記第1の量子ドットに対して入力光が供給され続けるとともに上記第2量子ドットに対して信号光が供給されることにより、当該第2の量子ドットにおける上記第2のエネルギー準位を下位にシフトさせて、上記第1のエネルギー準位から上記励起子を注入することにより、上記放出されるエネルギーを減少させて上記出力信号の信号強度を低下させ、
上記ゲート信号のON時に、上記入力光が供給され続けるとともに、上記信号光の供給を停止された場合には、上記第2の量子ドットにおいて、上記第2のエネルギー準位へ注入された上記励起子をこれよりも下位準位へと遷移させ、当該下位準位に一時的に蓄積させた上記励起子に基づいて、上記信号光による励起子の励起に代替させて上記第2のエネルギー準位を上記第1のエネルギーと共鳴するようにシフトさせることにより、上記信号光が供給の停止状態においても上記出力信号の信号強度を低い状態で保持すること
を特徴とするノッチゲート素子。 - 上記ゲート信号のON期間中に、上記入力光の供給が停止された場合には、上記第2の量子ドットへの励起子の移動を無くすことで、上記第1の量子ドットから上記第2の量子ドットへ移動する励起子のエネルギー移動確率φが、第2の量子ドットにおける下位準位から放出される励起子に基づく放出光の放出確率ε以下とし、その上で再度入力光の供給を開始することにより、上記出力信号の信号強度を向上させて上記ゲート信号をOFFに制御可能とされていること
を特徴とする請求項1記載のノッチゲート素子。 - デジタル化されたゲート信号の入力に応じて出力信号に転流ノッチを発生させるノッチゲート素子による信号制御方法において、
供給される入力光に応じて励起子が励起される第1のエネルギー準位を有し、当該第1のエネルギー準位から放出されたエネルギーに応じて上記出力信号としての出力光を生成する第1の量子ドットと、上記ゲート信号に対応する信号光による励起子の励起状態に応じて上記第1のエネルギー準位と共鳴するようにシフトする第2のエネルギー準位を有し、上記第1の量子ドットより大体積で構成される第2の量子ドットと、が誘電性の基板上に形成されてなるノッチゲート素子に対して、
上記ゲート信号をONにする場合には、上記第1の量子ドットに対して入力光を供給し続けるとともに上記第2量子ドットに対して信号光を供給することにより、当該第2の量子ドットにおける上記第2のエネルギー準位を下位にシフトさせて、上記第1のエネルギー準位から上記励起子を注入することにより、上記放出されるエネルギーを減少させて上記出力信号の信号強度を低下させ、
上記ゲート信号のON時に、上記入力光を供給し続けるとともに、上記信号光の供給を停止して、上記第2の量子ドットにおいて、上記第2のエネルギー準位へ注入された上記励起子をこれよりも下位準位へと遷移させ、当該下位準位に一時的に蓄積させた上記励起子に基づいて、上記信号光による励起子の励起に代替させて上記第2のエネルギー準位を上記第1のエネルギーと共鳴するようにシフトさせることにより、上記信号光が供給の停止状態においても上記出力信号の信号強度を低い状態で保持すること
を特徴とするノッチゲート素子による信号制御方法。 - 上記ゲート信号のON期間中に、上記入力光の供給を停止し、上記第2の量子ドットへの励起子の移動を無くすことで、上記第1の量子ドットから上記第2の量子ドットへ移動する励起子のエネルギー移動確率φが、第2の量子ドットにおける下位準位から放出される励起子に基づく放出光の放出確率ε以下とし、その上で再度入力光の供給を開始することにより、上記出力信号の信号強度を向上させて上記ゲート信号をOFFに制御すること
を特徴とする請求項3記載のノッチゲート素子による信号制御方法。
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JP2008238975A JP5142908B2 (ja) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | ノッチゲート素子 |
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