Fusing nanomaterials and strong electric field nonlinear optics for new advances in photonics

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H05465
• Research Category: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Kanemitsu Yoshihiko 京都大学, 化学研究所, 教授 (30185954)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣理 英基 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00512469) ; 田原 弘量 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (20765276)
• Project Period (FY): 2019-04-23 – 2024-03-31
• Keywords: 非線形光学 / 高次高調波発生 / 半導体 / 半導体ナノ構造 / 高強度テラヘルツ

Outline of Final Research Achievements

By combining materials science - specifically the unique electronic states of solid-state crystals and nanomaterials - with cutting-edge laser technology, we have promoted research that deepens our understanding of high-field nonlinear photophysics and photonics. We have observed high-order harmonic generation from semiconductor nanocrystals, controlled electronic motion and optical transitions using laser-induced electric and magnetic fields, developed methods for observing electronic states in solids, and discovered quantum cooperative effects in electronically coupled nanocrystal thin films. We advanced fundamental optical science and technology for the next generation of photonics.

Free Research Field

光物性物理学、フォトニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、特色ある電子状態を持つ固体結晶やユニークなナノ物質を創製できる物質科学と最先端の高強度レーザー技術を融合し、強電場光科学の深化と応用展開を行ってきた。レーザー光電場によって駆動することではじめて観測される新たな電子・スピン状態の創成と理解は、光物理や固体物性などの基礎科学の深化のみでなく、アト秒パルス光源などの新しいフォトニクス技術、超高速エレクトロニクス、太陽電池などの光電デバイスの開発にも繋がるものである。