| 研究課題/領域番号 |
20KK0088
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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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 |
山下 兼一 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (00346115)
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| 研究分担者 |
高橋 駿 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (60731768)
柳 久雄 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00220179)
水野 斎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60734837)
稲田 雄飛 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 助教 (90770941)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 半導体微小共振器 / ポラリトン / 有機半導体 / ペロブスカイト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代の革新的量子デバイス技術の構築に向けて、半導体中で形成される光－物質混成状態の基礎光電子物性を詳細に理解し、それらを室温にて自在に制御するための基盤技術を開発することを目的とする。有機半導体やペロブスカイトを用いた高品質な微小共振器サンプルを国内にて準備し、これまでにも強い協力関係がある海外連携機関（英国ケンブリッジ 大学）を訪問し、世界最先端の評価実験を実施する。2名の若手研究者を含む研究組織により、本研究プロジェ クトを国際的なネットワークの中で中核的に実施する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、光－物質混成状態の基礎光電子物性を理解し、それらを室温にて制御可能とするための基盤技術を開発することを目的とする。特異な電子状態を有する有機半導体における電子励起状態が光子と強く相互作用させることのできる微小共振器を作製した。この励起状態のダイナミクスを測定し、光閉じ込めの強化によって励起子状態からポラリトン状態への自発的遷移速度が増大することを見いだした。また、海外連携機関へ渡航して超高速分光評価を行うことで、この有機半導体の励起状態は分子間振動モードとカップルしており、超蛍光やポラリトン凝縮などのコヒーレント相形成に重要な役割を果たしている可能性があることを示唆した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
LEDやレーザ、太陽電池などの光電子デバイス技術にはさらなる発展が求められている。しかし、これらの分野における研究開発はこの四半世紀で急激に成熟が進んでおり、高機能性・多機能性を新たに追求していくための余地は非常に小さくなっている。この現状を打破するために、「新材料の開発」や「光波／光子状態の制御」などを手段として、光電子デバイス技術をさらに発展させるための試みがなされている。本研究で注目する光共振器やフォトニック結晶、プラズモニック構造などの導入により、光波（光子）を制御することで、レーザの高出力化や波長可変化、高感度センサなどの実現が期待される。
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