- HO.Ya-Lun@nims.go.jp
- Address
- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
学生受け入れ中
研究内容
- Keywords
ナノメンブレン, メタサーフェス, 二次元物質, 低次元物質, プラズモニクス
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
所属学会
応用物理学会
外部資金獲得履歴
- 特別研究員奨励費(外国人特別研究員) (2025)
- 挑戦的研究(開拓)(分担) (2024)
- 基盤研究(B) (2023)
- 基盤研究(B)(分担) (2021)
- 基盤研究(B) (2020)
- 二国間交流事業共同研究 (2020)
- 若手研究 (2018)
- 特別研究員奨励費 (2016)
- 特別研究員奨励費 (2014)
電子・光機能材料研究センター
低次元・原子層物質におけるナノフォトニクス
ナノフォトニクス, メタサーフェス, プラズモニクス, 二次元物質, 量子ドット, 光・物質相互作用
概要
低次元物質は、その特異な光学特性と原子層レベルの極薄構造により、ナノフォトニクスおよびオプトエレクトロニクスへの応用が期待されています。実用的な低次元物質ベースのナノフォトニックデバイスを実現する上での重要な課題の一つは、低次元物質と高い親和性をもつ光構造をオンチップで形成し、原子スケールにおける強い光・物質相互作用を実現することです。これらの課題に対し、低次元物質に特化したナノフォトニック、プラズモニック、およびメタサーフェスプラットフォームの設計・開発に加え、独自のナノ加工技術の創出に取り組んでいます。
新規性・独創性
・超薄膜・高Qナノフォトニック／メタサーフェス構造
自立型構造およびBIC／quasi-BIC共鳴を活用し、原子スケールでの強い光閉じ込めと光・物質相互作用の増強を実現します。
・低次元量子物質とフォトニック構造の双方向最適化による集積
物質特性と光学構造を相互に最適化することで、モードミスマッチを克服し、光・物質相互作用の最大化を目指します。
・コロイド量子ドットおよび二次元物質に適した大面積の高精度ナノ加工技術
材料本来の光学特性を損なうことなく集積するため、超薄膜フォトニックメンブレンを含む独自のナノ加工プロセスを開発しています。
・オンチップ集積型ナノフォトニックプラットフォーム
低次元物質を用いた実用的なフォトニック・オプトエレクトロニクスデバイスへの展開を見据えた、スケーラブルな集積基盤の構築を進めています。
内容
低次元量子物質を基盤とする光量子科学の発展を長年制約してきた本質的な課題を克服し、ナノフォトニック構造に新たなパラダイムを確立することを目指しています。独自の概念として、超薄膜・自立型ナノフォトニックメンブレンを提案し、基板を必要としない超薄膜構造を低次元量子物質のスケールに適合させることで、物質本来の光学特性を大幅に増強し、光・物質相互作用を最大化できることを実証しました。さらに、この超薄膜ナノフォトニックメンブレンを先駆的に開発することで、量子物質を高性能ナノフォトニックデバイスへ集積し、光・物質相互作用の大幅な増強を実現しています。
まとめ
低次元量子物質の優れた光学特性を最大限に引き出すため、材料の特性とフォトニック構造を一体的に設計し、原子スケールでの光・物質相互作用を制御する新たなナノフォトニクスの創出を目指しています。特に、超薄膜・自立型ナノフォトニックメンブレン、メタサーフェス、高Q共鳴構造、および独自のナノ加工技術を組み合わせることで、低次元物質や量子ドットを高性能フォトニックデバイスへ集積するための新しいプラットフォームの構築を進めています。将来的には、これらの技術をオンチップ量子・光デバイスや次世代オプトエレクトロニクスへ展開することを目指します。
