| 研究課題/領域番号 |
21H01019
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
若林 克法 関西学院大学, 工学部, 教授 (50325156)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 原子膜物質 / 非線形光学応答 / トポロジカル物質 / グラフェン / 遷移金属ダイカルコゲナイド / フォトニック結晶 / 二次元物質 / エッジ状態 |
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| 研究成果の概要 |
近年、物質科学をトポロジー（位相幾何学）という数学概念で捉え直すことで、結晶中のブロッホ電子が有する波動関数の位相情報によって、エッジ・ヒンジ・コーナーなどの物質境界に出現する特異な局在状態が規定されることがわかってきている。本研究では、二次元原子膜の電子波動関数が有するトポロジーに着目し、物質の機能探索や設計を行なった。原子膜物質の非線形光学応答を活用した電荷・スピン流の光学的駆動、新しい二次元物質であるbiphenylene network (BPN)から着想を得たフォトニック結晶を設計した。
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| 自由記述の分野 |
ナノサイエンス、物性物理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題によって、二次元原子膜物理からフォトニック系にわたる、新たなトポロジカル状態の発見や制御の指針を明らかにした。TMDC膜と光との相互作用に着目し、光照射による電子励起を活用したスピン状態の生成と制御機構を提案した。特に、可視光領域での励起が可能であるため、今後エネルギーハーベスティングデバイス応用が期待される。さらに、BPNフォトニック結晶を活用することで、散逸の少ない電磁場通信デバイスへの応用が期待される。これらの成果は、「トポロジカル機能設計」の基礎学理の構築に貢献するものである。
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