ファンデルワールス複合原子層のサブバンド間遷移を用いた量子カスケードレーザー実現

• 研究課題/領域番号: 24K21195
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分13:物性物理学およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 町田 友樹 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00376633)
• 研究期間 (年度): 2024-06-28 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円); 2027年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2026年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2025年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2024年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 二次元層状物質 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 量子カスケードレーザー

研究開始時の研究の概要

TMDのサブバンド間隔はテラヘルツ波～中赤外光のエネルギーに相当する。複数原子層TMDによって従来のIII-V族半導体に代わる次世代のファンデルワールス量子カスケードレーザー実現を目指す。格子整合という極めて強い制約から解き放たれ、界面での原子拡散・偏析が皆無なファンデルワールス超格子は多数の発光層の発光波長を精密に一致させられる点で従来のIII-V族半導体よりも制御性がある。さらには既存のIII-V族半導体ではフォノンバンドにエネルギーが一致して実現不可能だった波長域（5-12 THz）の量子カスケードレーザーが実現できる。