| Project/Area Number |
26870167
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Optical engineering, Photon science
Nanostructural physics
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
嶋田 行志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20466775)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | フォトニック結晶 / ナノチューブ・フラーレン / 光物性 / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
直接遷移型バンド構造を有する半導体的単層カーボンナノチューブは光通信波長帯で発光を示す。本研究ではこのナノチューブと共振器とを光結合させて室温でレーザー発振することを目指している。このためには１）ナノチューブ試料における光利得を高める工夫と２）共振器の局在道はモードと共振器モードをナノチューブの吸収・発光のそれぞれに同調させることを提案している。
研究の初年度はナノビーム共振器において孤立架橋ナノチューブと光結合させることに成功し、ナノチューブ発光の８５％近くをナノビーム共振器に取り込ませることに成功した。一方で、シリコンフォトニック結晶共振器においてはフォトニックバンドギャップ外にある局在導波路モードをフォトニックバンドギャップ内にある共振器モードが空孔サイズ、格子定数などの設計値に応じて意のままに制御できることを世界で初めて示した。
これらは、ナノチューブが１）ナノ光源として有力であり２）シリコンフォトニック結晶などの共振器構造と極めて相性が良いことを強く支持する結果である。
初年度の結果を基に、幾つかのカイラル指数のナノチューブを狙って共振器構造を作成し、さらに飛躍的に光結合効率を高められることを今後実証していきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目論見どおりの共振器構造を作成することに成功し、それが有用であることを示すことができた。ナノチューブの光利得を高めるためにはナノチューブ試料の状態が重要であることも実証できた。今後、ナノチューブ試料と共振器構造の光結合効率を高めるための方針も概ね得ることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度で得られた共振器構造のモード設計に関する知見、ナノチューブ試料と共振器構造の光結合効率に関する知見、またこれらナノチューブ-フォトニックデバイスを作製するために必要なプロセスに関する知見をもとに、狙ったナノチューブのカイラル指数に最適なフォトニックデバイス作製し、実証実験を行う。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
継続的な研究のためにはフォトニック結晶デバイス作製のためのクリーンルーム費用が必要でありこれと、国内学会発表旅費に充当する計画である。
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