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運動するフォトニック結晶と光および物質との相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 18656022
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

落合 哲行  独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ドットセンター, 主任研究員 (80399386)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2007年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワードフォトニック結晶 / ラマン散乱 / 電子エネルギー損失分光 / コロイド結晶 / 放射力 / 摩擦
研究概要

誘電率の異なる物質からなる人工周期構造(フォトニック結晶)はその内外での特異な光学特性によって、新奇な光学デバイスや光電子デバイスの実現を可能にする。そのため、それらの応用を目指した研究が全世界で盛んにおこなわれている。本研究ではそのようなフォトニック結晶の新たな可能性を深るべく、等速運動や局所的に振動するフォトニック結晶に対して、光や荷電粒子がどのような応答を示すかを理論的、数値的に調べた。等速運動する場合には準静的な扱いから出発し、荷電粒子の運動に対する反跳について解析した。これは、電子線を物質に対して走査したときに得られる電子エネルギー損失分光の誘電関数理論と密接に関係しており、従来単純な幾何学形状のものに限定されていたこの理論をフォトニック結晶に拡張したことにもなっている。この成果については近日中に論文投稿予定である。また局所的に振動するフォトニック結晶からの光散乱の理論を定式化し、自己組織化によってできる3次元フォトニック結晶の代表例であるコロイド結晶に対して、数値シミュレーションを行った。その結果、理想的には10の6乗程度のラマン散乱の増強度が得られることがわかった。これらの結果については実験との共同研究と含めて、論文2報にまとめた(うち1報はまだ投稿中)。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Enhanced Raman scattering in colloidal photonic crystals2008

    • 著者名/発表者名
      T. Ochiai
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous emission properties of a quantum dot in an ultrahigh-Q cavity:Crossover from weal-to strong-coupling states and robust quantum interference2008

    • 著者名/発表者名
      J. Inoue
    • 雑誌名

      Phys.Rev.A 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous emission from a quantum dot embedded in a bi-sphere microcavity2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ochiai
    • 雑誌名

      Superlattices and Microstructures 41

      ページ: 46-48

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous emission from a two-level atom in a biosphere microcavity2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 74

      ページ: 63818-63818

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theory of unconventional Smith-Purcell radiation in finite-size photonic crystals2006

    • 著者名/発表者名
      T.Ochiai
    • 雑誌名

      Optics Express 14

      ページ: 7378-7378

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Exotic radiation from a photonic crystal excited by an ultra-relativistic electron beam2006

    • 著者名/発表者名
      N.Horiuchi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E 74

      ページ: 56601-56601

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Emission Spectra from a High Q Weak Coupling System2006

    • 著者名/発表者名
      J.Inoue
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 75

      ページ: 94720-94720

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Electron-induced light emission in photonic nanosgtructures2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ochiai
    • 学会等名
      Optical Society of America
    • 発表場所
      Hangzhou,China
    • 年月日
      2007-06-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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