| 研究課題/領域番号 |
17H01063
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
光工学・光量子科学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
片山 竜二 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40343115)
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| 研究分担者 |
岩谷 素顕 名城大学, 理工学部, 教授 (40367735)
上向井 正裕 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80362672)
宮嶋 孝夫 名城大学, 理工学部, 教授 (50734836)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
43,160千円 (直接経費: 33,200千円、間接経費: 9,960千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2019年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2018年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2017年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
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| キーワード | 窒化物半導体 / エピタキシャル成長 / 非線形光学 / 量子光学 / 第二高調波発生 / 自発パラメトリック下方変換 / 強誘電体 / 量子計算 / 光導波路 |
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| 研究成果の概要 |
表面活性化ウエハ接合やエピタキシャル成長により結晶方位，即ち極性あるいは分極を人為的に空間反転させ，窒化物半導体(Al,Ga)Nや強誘電体Li(Nb,Ta)O3を積層する技術を開発した．またこの積層構造からなる新原理の波長変換素子を提案し，実際に作製したチャネル導波路型の波長変換素子を用いて，波長229～460 nmの超広帯域な波長変換の実証に成功した．これらの波長変換素子が量子光源として十分な性能を有することを確認するとともに，併せて開発した光変調器，励起用半導体レーザを組み合わせることで，当初目標とした光導波路型量子計算プラットフォームの実現の見込みを得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
成果の学術的意義は，まず新原理・新構造の波長変換素子を原理実証したことで，量子光学・非線形光学分野で使用可能な材料の選択肢を大きく広げデバイスを高性能化し、光量子計算機実現の可能性を示したことである．更に開発した表面活性化ウエハ接合技術は，異種材料を積層した透明な界面を要する新たな光学デバイス形成に有用な汎用技術となる．また社会的意義として，成果のうち特に短波長域の第二高調波発生素子は殺菌消毒や検査加工分野に広く応用可能であり，また微小共振器型素子は超広帯域な量子相関光子対発生が可能なため，超高空間分解能量子トモグラフィー，センシングなど，新たな光産業分野への応用展開が期待できる．
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