半導体ナノ構造と原子スケール欠陥による非線形光学応答の第一原理計算に基づく研究

• 研究課題/領域番号: 24K06922
• 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13020:半導体、光物性および原子物理関連
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 植本 光治 神戸大学, 工学研究科, 助教 (90748500)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2024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: ナノフォトニクス / 電磁界解析 / 超高速現象 / 第一原理計算 / 非線形光学

研究開始時の研究の概要

本課題では第一原理計算と電磁界解析の結合手法に基づいて、ナノあるいは原子スケール構造と強レーザー場との相互作用の理解を深め応用研究に役立てる。具体的には「①高調波発生などの非線形光学効果を増強するシリコン半導体メタ表面の設計」、「②非線形光学効果による光損失を軽減する導波路などのシリコンフォトニクスデバイス設計」「③ナノ構造をもつシリコン表面におけるSPP励起の予測」に取り組む。上記の目的のため申請者が開発に関わる光科学ソフトウェア「SALMONコード[5]」を用いる予定であり、大規模なモデルの計算のため「最局在ワニエ関数による局在基底をもちいたブロッホ方程式計算機能」の実装を行う。