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2023 年度 研究成果報告書

モアレ超構造における協力的量子光学現象の開拓

研究課題

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研究課題/領域番号 21H01012
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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
研究機関京都大学

研究代表者

篠北 啓介  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (60806446)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード光物性 / 半導体物性
研究成果の概要

本研究では、二次元半導体のモアレ超構造における励起子の基礎光学特性の解明と、励起子間相互作用を利用した新たな光学現象の探索を行った。高品質なモアレ超構造の作製技術と多様な分光測定を駆使することで、モアレ励起子の光学応答、微細構造、ダイナミクス、量子コヒーレンスなど、これまで未知であった基礎光学特性を明らかにした。特に、モアレ励起子の精密な自在配列と、それによる励起子間相互作用の増大を実現し、新たな量子光学現象の観測に成功した。これらの成果は、モアレ超構造における励起子物理の理解を大きく深化させ、二次元半導体における新たな光科学の開拓に寄与するものである。

自由記述の分野

光科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、モアレ超構造における励起子物理の理解を大きく深化させ、二次元半導体における新たな光科学の開拓に貢献するものである。モアレ励起子の長いコヒーレンス時間や励起子間相互作用を利用した量子多体現象は、量子情報処理や新たな光デバイスへの応用が期待される。また、モアレ超構造における励起子の電荷制御は、高効率な光電変換デバイスの実現に繋がる可能性がある。本研究で得られた知見は、基礎物理の発展だけでなく、将来の量子技術や光エレクトロニクスの発展に大きく寄与すると期待される。

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公開日: 2025-01-30  

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