人工ナノ構造による局在電磁場を用いた多重極遷移の制御

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21860014
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小西 邦昭 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (60543072)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 光物性物理学 / キラリティー / ナノ構造 / フォトニック結晶

研究概要

ガリウム砒素系の半導体薄膜を用いて、量子ドットが埋め込まれた光導波路の上に卍型の格子構造を有する「半導体人工キラルナノ周期構造」を作製した。通常、真空中では等方的な自然放出をする発光体が、この構造のカイラリティーの効果によって円偏光を放射することを実証した。外部磁場を用いずに室温で簡便に円偏光放射を得るための新しい手法であり、円偏光を用いたスピントロニクスや量子情報技術への応用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Circularly Polarized Light Emission from Semiconductor Planar Chiral Nanostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: 小西邦昭, M.Nomura, N.Kumagai, S.Iwamoto, Y.Arakawa, M.Kuwata-Gonokami
  • 雑誌名: Physical Review Letters 106 ページ: 057402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-induced terahertz optical activity (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Kanda, K.Konishi, M. Kuwata-Gonokami
  • 雑誌名: Optics Letters 34 ページ: 3000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical activity in metal and dielectric planar chiral gratings (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Konishi, N.Kanda, B.Bai, Xiangfeng Meng, Petri Karvinen, J.Turunen, Y.P. Svirko, M.Kuwata-Gonokami
  • 雑誌名: Proc.of SPIE 7395 ページ: 73951F
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ格子による巨大旋光性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小西邦昭、五神真
  • 雑誌名: 応用物理 第78巻 ページ: 531
  • 査読あり
• [学会発表] Circularly-Polarized Photoluminescencefrom Semiconductor Chiral Photonic Nanostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Konishi, M.Nomura, N.Kumagai, S.Iwamoto, Y.Arakawa, M.Kuwata-Gonokami
  • 学会等名: NANOMETA2011
  • 発表場所: Tirol, Austria
  • 年月日: 2011-01-04
• [学会発表] 半導体キラルナノ周期構造を用いた円偏光発光制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小西邦昭、野村政宏、熊谷直人、岩本敏、荒川泰彦、五神真
  • 学会等名: ナノ量子情報エレクトロニクス公開シンポジウム
  • 発表場所: 東大浅野キャンパス、東京
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] 人工キラル格子による偏光制御～卍構造のメタマテリアル～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 小西邦昭
  • 学会等名: レーザー学会東京支部セミナー 第21回「若手技術者のためのレーザー応用セミナー」
  • 発表場所: 慶応大矢上キャンパス、東京
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Circularly-Polarized Light Emission from Semiconductor Planar Chiral Photonic Crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Konishi, M.Nomura, N.Kumagai, S.Iwamoto, Y.Arakawa, M.Kuwata-Gonokami
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics/Quantum Electronics and Laser Science Conference, CLEO/QELS:2010
  • 発表場所: San Jose, U.S.A
  • 年月日: 2010-05-17
• [学会発表] THz polarization control with chiral grating structures (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Kanda, K.Konishi, M.Kuwata-Gonokami
  • 学会等名: The 7th Asia-Pacifc Laser Symposium
  • 発表場所: Jeju island, Korea, Invited
  • 年月日: 2010-05-13
• [学会発表] 半導体キラルフォトニック結晶からの円偏光放射 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小西邦昭、野村政宏、熊谷直人、岩本敏、荒川泰彦、五神真
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Circularly-Polarized Photoluminescence from Semiconductor Planar Chiral Photonic Crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Konishi, M.Nomura, N.Kumagai, S.Iwamoto, Y.Arakawa, M.Kuwata-Gonokami
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelectronics
  • 発表場所: Komaba, Tokyo
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] Dynamics of Light-induced Three-dimensional Chirality (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Kanda, K.Konishi, M.Kuwata-Gonokami
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelectronics
  • 発表場所: Komaba, Tokyo
  • 年月日: 2009-11-19
• [学会発表] 微細構造による巨大旋光性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小西邦昭
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 人工キラル格子における光励起三次元キラリティーの過渡光学応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神田夏輝、小西邦昭、五神真
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] Giant optical activity of planar chiral nanostructures and circularly-polarized light emission (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Konishi, M.Kuwata-Gonokami
  • 学会等名: CLEO/Pacific Rim 2009 : The 8th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: Shanghai, China, Invited
  • 年月日: 2009-09-01
• [学会発表] 半導体キラルフォトニック結晶構造からの円偏光PLスペクトル (2009)
  • 著者名/発表者名: 小西邦昭、野村政宏、熊谷直人、岩本敏、荒川康彦、五神真
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-08-08
• [学会発表] Polarization control with metal and semiconductor chiral nanogratings (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Konishi, M.Kuwata-Gonokami
  • 学会等名: Noma 2009 : 9th Mediterranean Workshop and Topical Meeting "Novel Optical Materials and Applications"
  • 発表場所: Cetraro, Italy
  • 年月日: 2009-06-13
• [備考] 論文ハイライト
• [備考] ・Physical Review Focus "Giving Light a Spin"(28 January 2011)
• [備考] ・NPG Asia materials "Photonics : Mirrored images"(doi:10.1038/asiamat.2011.4)
• [備考] 報道発表
• [備考] ・日刊工業新聞2011年2月2日付「人工的な周期構造 円偏光発光素子を開発 東大 半導体プロセスで小型化」
• [備考] ・科学新聞2011年2月18日付「新原理 円偏光発光素子 半導体プロセスで作製 東大」