2016 Fiscal Year Research-status Report
非エルミート系の超光速問題－光ディラックコーンから最終的な解決へ－
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16K13825
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
迫田 和彰 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 上席研究員 (90250513)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光ディラックコーン / 非エルミート系 / 超光速問題 / 群速度 / エネルギー伝搬速度 / 励起子ポラリトン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ごく最近，申請者は，回折損のあるスラブ型フォトニック結晶の光ディラックコーンについて，超光速伝搬を与える分散関係とエネルギー伝搬速度の解析解の導出に成功し，群速度が発散する場合においてもエネルギー伝搬速度は常に光速以下に留まることを証明した。本研究はこれを発展させて，フォトニック結晶のディラックコーン全般について超光速問題の解決を第1の目的とする。また，長年の懸案であった励起子ポラリトンの超光速問題の解決を第2の目的とする。さらに理論の一般化を試みて，非エルミート系全般について超光速問題を解決することを第3の目的とする。
平成28年度は，申請者自身が開発した，モードの空間対称性を厳密に取り入れた有効ハミルトニアンの方法を用いて，非エルミートなディラックコーンの超光速伝搬を解析し，すべてのモード対称性と光の伝搬方向の組み合わせについて，エネルギー伝搬速度が光速以下にとどまることを証明できた。また，回折損のあるスラブ型フォトニック結晶の分散関係について数値解析を行い，解析計算と整合する計算結果が得られた。さらに，励起子ポラリトンの分散関係と固有関数を用いて，エネルギー伝搬速度の解析表現が導出できた。
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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
ごく最近，申請者は，回折損のあるスラブ型フォトニック結晶の光ディラックコーンについて，超光速伝搬を与える分散関係とエネルギー伝搬速度の解析解の導出に成功し，群速度が発散する場合においてもエネルギー伝搬速度は常に光速以下に留まることを証明した。本研究はこれを発展させて，フォトニック結晶のディラックコーン全般について超光速問題の解決を第1の目的とする。また，長年の懸案であった励起子ポラリトンの超高速問題の解決を第2の目的とする。さらに理論の一般化を試みて，非エルミート系全般について超光速問題を解決することを第3の目的とする。
平成28年度は，申請者自身が開発した，モードの空間対称性を厳密に取り入れた有効ハミルトニアンの方法を用いて，非エルミートなディラックコーンの超光速伝搬を解析し，すべてのモード対称性と光の伝搬方向の組み合わせについて，エネルギー伝搬速度が光速以下にとどまることを証明できた。また，回折損のあるスラブ型フォトニック結晶について数値解析を行い，解析計算と整合する計算結果が得られた。さらに，励起子ポラリトンの分散関係と固有関数を用いて，エネルギー伝搬速度の解析表現が導出できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は当初計画の通り，吸収がある場合の3次元ディラックコーンの解析，局所的に正しい分散関係を利用した励起子ポラリトンのエネルギー伝搬速度の導出，一般の非エルミート系への理論の拡張，および，実固有値を与える非エルミート系の解析を実施する。
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| Causes of Carryover |
本研究は，代表者が単独で実施する平成28年度からの2年計画の課題であるが，平成28年度に筑波大学連係大学院物質・材料工学専攻の専攻長を務めたため，多忙を極めた。概ね研究は当初計画に沿って進展したが，論文発表などの成果発表に遅れが生じた。そこで，論文発表と国際会議参加の費用などを次年度に使用する必要がある。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度の研究成果について2報の論文，および，1件の国際会議の招待講演として成果発表を行う予定である。
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[Presentation] Lossy Photonic Dirac Cones Stop Light2016
Author(s)
Kazuaki Sakoda
Organizer
he 37th Progress in Electromagnetics Research Symposium
Place of Presentation
Shanghai International Convention Center（中国上海市）
Year and Date
2016-08-08 – 2016-08-11
Int'l Joint Research / Invited
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