アキラル構造からなる光角運動量ソーターの多空間同時光計測による研究
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21H01782
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
三宮 工 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60610152)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 稔 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00273798)
斉藤 光 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (50735587)
秋葉 圭一郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主任研究員 (80712538)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
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| Keywords | 透過電子顕微鏡 / ナノフォトニクス / カソードルミネセンス / 円偏光 |
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| Outline of Research at the Start |
光の角運動量選択は量子通信・暗号化に不可欠な要素である。本研究では、この光の角運動量を定量検出するソーターを作製し実証する。これまで角運動量選択には、対掌性をもつキラル構造が提案されてきたが左右回転パリティへの応答が同等でなく、定量性・堅牢性に欠けていた。今回、アキラルな構造を用いた光アンテナ・導波路を用いて、両パリティに同等に応答する角運動量ソーターを実現する。この計測のために、光のエネルギー・励起位置・発光位置・発光角度の全情報を同時に得られる多空間同時計測カソードルミネセンスを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
２０２３年度は、計測システムの改良として、偏光度の評価が可能なように解析ソフトウェアを更新し、角度分解計測と合わせて、この偏向度の解析により、高分解のマッピングにおいても円偏光解析が可能なように、ドリフト補正の機能・角度分解マップの修正などを行った。
また、応用計測としては、前年度に引き続き、複数の球体からなる構造における円偏光アンテナの解析を実施した。すでに２球、３球からなる誘電体アンテナからの円偏光の解析を実施した。半解析的なシミュレーション方法であるmultiple elastic scattering multipole expansions (MESME)法およびmultiple multipole expansion（MMP）法を用いて特定の双極子モードの寄与を抜き出し、モード間のカップリングを解析することで円偏光生成メカニズムを明らかにした。
また、ジグザグ鎖のアンテナ構造はそれ自身でトポロジカルな特性をもつため、５球以上のジグザグ鎖からなるアンテナ構造のトポロジカルな性質の計測を行った。いわゆるSu-Schrieffer-Heeger(SSH)モデルで説明できるエッジモードの可視化に成功した。長いジグザグ鎖からは分散関係の取得にも成功した。
また、前年度に実施した、ウイスパリングギャラリーモードを有する単一球アンテナついて、そのモード波長のシフトから電子顕微鏡内のサンプルの温度計測を行った。レーザー照射や電子線照射による温度上昇の計測を、熱電対など間接的な計測でなく、直接的な物質の温度計測を可能とした。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(58 results)
