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CdSeナノプレートレットを入れた微小光共振器の作製と室温ポラリトンレーザー発振

研究課題

研究課題/領域番号 19K05197
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分28020:ナノ構造物理関連
研究機関九州工業大学

研究代表者

小田 勝  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30345334)

研究分担者 近藤 久雄  愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 講師 (70274305)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード微小光共振器 / 半導体ナノプレートレット / ポラリトン / ナノプレートレット / 強結合 / レーザー発振 / ポラリトンレーザー
研究開始時の研究の概要

光の波長程度の間隔で向かい合う2枚の鏡で構成された微小光共振器中に、光との相互作用の強い物質を入れると、光と物質の結合状態である共振器ポラリトンが形成される。この状態は、閾値の無いレーザ発振に利用できると期待され、省電力の観点から注目されている。本課題では、共振器ポラリトンが可視波長域で室温発振できる無機半導体ベースの素子の実現に向け、その候補として期待できる「半導体ナノプレートレット材料を入れた微小光共振器素子」を作製するための技術を開発する。

研究成果の概要

光の波長程度の間隔で向かい合う2枚の鏡で構成された微小光共振器中に、光との相互作用の強い物質を入れると、光と物質の結合状態である共振器ポラリトンが形成される。この状態は、閾値の無いレーザー発振に利用できると期待され、省電力の観点から注目されている。本課題では、共振器ポラリトンが可視波長域で室温発振できる無機半導体ベースの素子の実現に向け、その候補として期待できるCdSeナノプレートレットを用いた微小光共振器素子を作製するための技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

共振器ポラリトンを室温で形成するためには、光と強く相互作用する半導体を入れた微小共振器が必要である。強い相互作用力を持つ無機半導体は主に紫外半導体に限られるため、その発光色も主に紫外波長域に制限されるとの課題があった。本研究では、約1nmの厚さを持つCdSeナノプレートレットが、可視半導体CdSe製であっても、その特有のナノ構造により光と強く相互作用できることに着目し、CdSeナノプレートレットを入れた微小共振器素子を作製する技術を開発した。この開発によりこれまで無機半導体材料では困難であったポラリトンの室温形成と可視波長域での発光生成を得た。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 溶液分散CdSeナノプレートレット微小共振器の 角度分解発光スペクトル2022

    • 著者名/発表者名
      大和千晃, 江頭潤哉, 松尾洋希, 中石勝之介, 小田勝, 近藤久雄
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 33 ページ: 215-218

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Slow-light dispersion of a cavity polariton in an organic crystal microcavity2022

    • 著者名/発表者名
      Masamitsu Amano, Kazuhito Otsuka, Tohru Fujihara, Hisao Kondo, Kazuki Bando
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 120 号: 13 ページ: 133301-133301

    • DOI

      10.1063/5.0079497

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CdSeナノプレートレットによる共振器ポラリトンの室温形成と発光特性2021

    • 著者名/発表者名
      松尾洋希, 中石勝之介, 小田勝, 近藤久雄
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 32 ページ: 23-26

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 高濃度CdSeナノプレートレット溶液を入れた微小共振器の作製とその光学特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      永木健太, 松尾洋希, 中石勝之助, 河野結愛, 小田勝, 近藤久雄
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 31 ページ: 253-256

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] CdSeナノプレートレットの合成と微小光共振器効果2019

    • 著者名/発表者名
      細川拓哉、永木健太、松尾洋希、小田勝、近藤久雄
    • 雑誌名

      光物性研究会論文集

      巻: 30 ページ: 125-128

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶液分散型CdSeナノプレートレット微小共振器におけるポラリトンの室温発光特性2023

    • 著者名/発表者名
      小田 勝 、大和千晃、江頭潤哉 、中石勝之介
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 溶液分散CdSeナノプレートレット微小共振器の角度分解発光スペクトル2022

    • 著者名/発表者名
      大和千晃、江頭潤哉、松尾洋希、中石勝之介、小田勝、近藤久雄
    • 学会等名
      第33回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CdSeナノプレートレットによる共振器ポラリトンの室温形成と発光緩和過程2022

    • 著者名/発表者名
      小田 勝、松尾洋希 、中石勝之介、大和千晃、近藤久雄
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CdSeナノプレートレットによる共振器ポラリトンの室温形成と発光特性2021

    • 著者名/発表者名
      松尾洋希, 中石勝之介, 小田勝, 近藤久雄
    • 学会等名
      第32回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAを用いた量子ドットの電気泳動法の分離分解能の向上と一次元配列構造体の作製2021

    • 著者名/発表者名
      片井野拓海、井上裕輔、小田勝、座古保
    • 学会等名
      令和3年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CdSeナノプレートレット微小光共振器による共振器ポラリトンの室温形成2021

    • 著者名/発表者名
      松尾洋希, 永木健太, 中石勝之介, 藤井佳奈映, 河野結愛, 小田勝, 近藤久雄
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶液分散CdSeナノプレートレットを入れた微小光共振器の光学特性2020

    • 著者名/発表者名
      松尾洋希, 永木健太, 細川拓哉, 小田勝, 近藤久雄
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高濃度CdSeナノプレートレット溶液を入れた微小共振器の作製とその光学特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      永木健太, 松尾洋希, 中石勝之助, 河野結愛, 小田勝, 近藤久雄
    • 学会等名
      第31回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication, photodetection and optical properties of semiconductor quantum-dot conjugates2020

    • 著者名/発表者名
      小田勝
    • 学会等名
      ナノ構造・物性-ナノ機能・応用部会合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微小光共振器中CdSeナノプレートレットにおける共振器ポラリトンの形成と光学特性2020

    • 著者名/発表者名
      松尾洋希、細川拓哉、永木健太、小田勝、近藤久雄
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CdSeナノプレートレットを入れた微小共振器の作製とその光学特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      細川拓哉、永木健太、松尾洋希、小田勝、近藤久雄
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CdSeナノプレートレットの光学特性と微小光共振器効果2019

    • 著者名/発表者名
      細川 拓哉、永木 健太、小田 勝、近藤 久雄
    • 学会等名
      2019年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CdSeナノプレートレットの合成と微小光共振器効果2019

    • 著者名/発表者名
      細川拓哉、永木健太、松尾洋希、小田勝、近藤久雄
    • 学会等名
      第30回光物性研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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