量子デバイス物性教育研究分野

About关于研究室

光と物質の間で、何が起きているか。

量子デバイス物性研究室は、光と物質の相互作用を調べ、これまでにない光デバイスをつくることを目指しています。
扱う波長は、波長百マイクロメートルにおよぶTHz波から200ナノメートルほどの紫外域までと広く、ナノ・マイクロ構造も対象にします。
ナノメートルの大きさで光物性を測れる装置や超短パルスレーザなどの先端機材を使い、量子干渉のような現象を追いかけます。
理論計算もあわせて行い、新しい視点から物理現象を理解しようとしています。

Research研究课题

分光の手法を土台に、ときにはプラズマ分光の手法も応用して、新しい概念をつくることを目指しています。THz領域から紫外領域まで広い範囲で光と物質の相互作用を制御し、紫外や赤外・THzの発光素子、超高効率太陽電池の実現を目指しています。

※示意图

紫外発光デバイスの基礎物性↗

電子と正孔が対になった励起子は、水素原子のようにふるまいます。水素プラズマ分光の解析手法にフォノンの過程を取り入れ、紫外発光デバイスの中でキャリアがどう動くかを解析します。フォノンと励起子の相互作用を制御できれば発光の効率は大きく上がると考え、そのための半導体構造を探しています。

※示意图

フォノン輸送の評価と制御↗

2つの波長のレーザを同時に当てる顕微ラマン分光で、窒化物半導体などの材料に起きる熱の発生と輸送を同時に測り、ナノの大きさで可視化します。結晶の界面を使って熱の流れる向きを偏らせる熱整流や、熱の排出・閉じ込めによる新しいデバイス設計にも取り組みます。

※示意图

赤外－THz域の光デバイス創製↗

半導体の表面につくったマイクロ構造から、縦光学フォノンの共鳴によるTHz輻射を初めて観測しました。これを発展させた新しいTHzデバイスと、フォノン系と電子系を組み合わせた量子干渉効果の実現を目指し、光の吸収スペクトルを量子論的に制御します。

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