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2015 年度 研究成果報告書

グラフェンテラヘルツレーザーの創出

研究課題

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研究課題/領域番号 23000008
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
工学
研究機関東北大学

研究代表者

尾辻 泰一  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40315172)

研究分担者 ヴィクトール リズィー  会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (90254078)
末光 眞希  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00134057)
末光 哲也  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90447186)
佐藤 昭  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70510410)
佐野 栄一  北海道大学, 量子エレクトロニクス研究センター, 教授 (10333650)
マキシム リズィー  会津大学, コンピュータ理工学部, 准教授 (50254082)
連携研究者 吹留 博一  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10342841)
研究協力者 渡辺 隆之  
ボーバンガ-トンベット ステファン  
鷹林 将  
高桑 雄二  
吾郷 浩樹  
河原 憲治  
ドゥビノフ アレクサンダー  
ポポフ ヴィチェスラブ  
スヴィンツォフ ディミトリ  
ミティン ウラジミール  
シュール マイケル  
研究期間 (年度) 2011 – 2015
キーワードグラフェン / テラヘルツ / レーザー / 電流注入 / プラズモン / ポラリトン / 誘導放出 / ボトムアップ
研究成果の概要

本研究は、グラフェンを利得媒質とする新規なテラヘルツ(THz)レーザーの創出に挑んだものである。第一に、光学励起したグラフェンの過渡応答におけるTHz帯誘導放出の室温観測に成功し、自ら発見したレーザー理論を実証した。第二に、グラフェン表面プラズモンポラリトンの巨大利得増強作用を理論発見し、独自の光ポンプ・近接場THzプローブ分光法により初めて実証に成功した。第三に、独自開発した高品質エピタキシャルグラフェン製膜技術とレーザー素子加工技術を用いて電流注入型グラフェンレーザー素子を試作評価し、100Kの低温下ながら、5.2THzの単一モード発振に初めて成功した。第四に、グラフェンTHzレーザー設計論を構築するとともに、より高利得化が可能な独自構造を理論実験両面から明らかにし、室温THzレーザー発振実現の見通しを得た。

自由記述の分野

工学

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公開日: 2017-05-10  

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