| 研究課題/領域番号 |
18K18857
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
高橋 駿 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (60731768)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | トポロジカルフォトニクス / 電子デバイス・電子機器 |
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| 研究成果の概要 |
トポロジカルに特異な性質をもつ光ワイル点が形成される三次元カイラルフォトニック結晶について、数値計算によって、この構造における光ワイル点の存在を確認するとともに、ワイル点に起因するトポロジカルエッジ状態が円偏光に偏極することも明らかにした。この数値計算結果に基づいた基礎実証実験として、マイクロ波領域での透過測定を行い、光ワイル点に由来した特異な透過現象や円偏光トポロジカルエッジ状態の観測に成功した。さらに、光領域を対象とした半導体試料も作製し、角度分解透過スペクトル測定を行い、光ワイル点に由来するトポロジカルエッジ状態を示唆する実験結果を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、半導体の高い屈折率を活かして作製したカイラルナノ構造であるため、外乱の影響を受けにくい、10ミクロン程度の小型な円偏光発光素子が可能となるほか、既存の半導体素子との整合性も高く集積化に向く。また、光ワイル点に起因する容易なエッジ状態形成により、導波光の動的制御も期待できる。さらに、左回り円偏光と右回り円偏光が、上向き電子スピンと下向き電子スピンにそれぞれ一対一で対応することを利用すれば、実用に不向きな外部磁場の代わりに、ワイル点を有するカイラル構造に起因したトポロジカルエッジ状態によってスピンを制御できるため、スピントロニクスへの応用も期待できる。
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