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2023 年度 研究成果報告書

100 GHz 超動作のコヒーレント光メタデバイスの研究

研究課題

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研究課題/領域番号 20K21134
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

岩長 祐伸  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, 主席研究員 (20361066)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2024-03-31
キーワードメタ表面 / ナノ・マイクロフォトニック構造 / 原子層材料 / 発光増強 / ラマン散乱増強
研究成果の概要

超高繰り返し動作(100 GHz 超)を最終目標として、純光学的な動作を原理とするメタデバイス構造の検討を行った。メタデバイスの形態として1つは面内の光導波を基軸とするデバイス、もう1つは面から垂直方向に光放射するデバイスがある。実験研究として、面放射型の高輝度光メタデバイスの創出に向けた基礎研究を行った。2次元原子層発光材料を光メタ表面に転写実装することにより、面放射型の光メタデバイスを作製し、その発光特性を実験的に研究した。その結果、顕著な発光増強効果を見出した。発光には1ピコ秒オーダーの超高速成分があり、100 GHz動作も原理的に可能であることを明らかにした。

自由記述の分野

ナノフォトニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在のCPU、約 3 GHz動作、を超える非常に大きな繰り返し動作、最終目標 100 GHz 超え、を可能にする新デバイス(メタデバイスと呼ぶ)を創出するための基礎研究を行った。実用化されていない新構造、すなわち、原子層膜材料と光機能性ナノ構造表面(メタ表面)の接合系、を実験的に研究することで原理的に 100 GHz 動作可能な応答を観測した。

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公開日: 2025-01-30  

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