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2023 年度 研究成果報告書

微小球光キャビティとナノワイヤ振動子による巨視的フォノン量子もつれ状態の生成

研究課題

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研究課題/領域番号 21H01023
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
研究機関日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所

研究代表者

岡本 創  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 特別研究員 (20350465)

研究分担者 浅野 元紀  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 研究主任 (60867224)
章 国強  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 主任研究員 (90402247)
太田 竜一  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 主任研究員 (90774894)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード振動 / 光 / 結合 / 共振器
研究成果の概要

微小光キャビティの近接場光を用いた固体振動子間のエンタングルメント生成手法を提案し、ナノワイヤ振動子系への適用によりその実験実証を試みた。研究期間中には、量子極限変位計測に必要となる超高Q値キャビティの作製や、これを振動体へ近接させた際のQ値劣化問題を解決するラマン増幅を用いた変位計測手法を提案・実証することに成功した。一方で、エンタングルメントに必要となる近接間隔の高速変調に用いるアクチュエータが十分に機能せず、期間内での目標達成には至らなかった。研究の過程において高Q値キャビティが連結した新規オプトメカニカル構造を創出することに成功し、これを用いた液中環境での超高感度な振動計測を実現した。

自由記述の分野

ナノメカニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回提案・実証した光キャビティのラマン増幅を用いた近接場変位測定手法は様々な材質や形状から成る振動体へと適用できる汎用性の高い計測手法であり、従来のキャビティオプトメカニクス研究をこれまでにない新規系へと展開できる可能性を広げる。ナノワイヤよりも大きな構造体間のエンタングルメント生成も将来的に視野に入る。また、今回提案・実証した連結キャビティ構造を用いた高感度液中計測技術は、従来キャビティオプトメカニクス技術の適用が困難であった液体環境での研究展開を可能とする新技術であり、センサ・材料開発・創薬などの応用の他、液体界面の物理探索や局所的な液中反応の解明など、新たな研究領域の開拓につながる。

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公開日: 2025-01-30  

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