- HU.Xiao@nims.go.jp
- Address
- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
topology physics, superconductivity, nano photonis
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
日本物理学会, Americal Physical Society, Americal Physical Society
ナノアーキテクトニクス材料研究センター
タイトル
半導体トポロジカルフォトニクスの開拓
キーワード
トポロジー,半導体フォトニック結晶, 蜂の巣構造,量子スピンホール効果
概要
近年、トポロジカル特性を有する電磁モードの伝播が欠陥等からの散乱を受けない強靭性を持つことが実証され、革新的フォトニクス機能への応用が期待されている。従来トポロジカル電磁状態を作り出すために、磁場中でファラデー効果を示すジャイロ物質や、らせん構造をもつ導波路配列等が広く用いられてきた。しかし、それらは構造的にナノレベルの加工が難しく、動作周波数が低いので、高周波光デバイスへの応用は困難であった。我々は世界に先駆けて、蜂の巣半導体フォトニック結晶をベースにトポロジカルフォトニクス状態創出のレシピを提案し、マイクロ波から可視光に至るまでトポロジカル電磁状態の実現と新規光機能の開発への道を拓いた。
新規性・独創性
● 光の量子スピンホール効果の世界に先駆けた理論
● シリコンやGaN等、普通の半導体のみを使用
● 従来のシリコンフォトニクスとの融合性に優れる
● ナノ加工による円偏光・光渦等の自由度の創出
● トポロジカル共振器面発光レーザー(TCSEL)への応用
内容
まとめ
● 全光スイッチや非磁性アイソレータ等光集積回路のカギとなるデバイスの開発が今後の課題
● トポロジカルフォトニック集積回路技術の構築が期待される
● 革新的光電融合技術の発展への寄与を目指したい
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