100 GHz 超動作のコヒーレント光メタデバイスの研究

工作频率超过100 GHz的相干光元器件研究

基本信息

批准号：
20K21134
负责人：
岩長祐伸
金额：
$ 4.16万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光メタデバイスの新規構造の創出に関する研究を前年度に引き続き、実施した。100 GHz 超動作を最終目標とすることから、純光学的な動作を原理とするメタデバイスを基本として構造の検討を進めた。メタデバイスの形態として１つは面内の光導波を基軸とするデバイス、もう１つは面から垂直方向に光放射するデバイスがある。本年度は主に実験研究を推し進め、面放射型の高輝度光メタデバイスの創出に向けた基礎研究を遂行した。２次元発光材料を光メタ表面に転写実装することにより、面放射型の光メタデバイスを作製し、その発光特性を実験的に研究した。顕著な発光増強効果を見出した。発光には超高速成分があり、100 GHz動作も原理的に可能とすることを明らかにした。これら一連の成果を論文発表するため投稿準備中である。来年度中に学会における発表も行い、成果の発信に努める計画である。この実験的研究のほかに、光束縛状態（BIC, Bound states in the continuum）に起因する光共鳴状態を屈折率センシングに応用する研究を行い、全誘電体型メタ表面を活用することでこの構造群のなかで最良の応答感度を実証した。光束縛状態を活性にするためにわずかな非対称性を導入するが、非対称性に加えてシリコンナノ構造のナノギャップを導入することにより環境屈折率感度を向上させる工夫を行った。実際に作製した試料における光束縛状態のQ値は約1200で全誘電体メタ表面としては比較的高いQ値を実現した。この成果について今年度論文１報（オープンアクセス）として公刊し、学会発表１件を行った。

继去年之后，我们对光学元器件的新结构进行了研究。由于最终目标是工作频率超过100 GHz，因此我们继续研究基于纯光学工作原理的元器件的结构。元器件有两种类型：一种是基于面内光波导的器件，另一种是从平面垂直发射光的器件。今年我们主要进行实验研究，开展旨在打造面发射高亮度光学元器件的基础研究。我们通过将二维发光材料转移并安装到光学超表面上制备了表面发射光学超器件，并通过实验研究了其发光特性。我们发现了显着的发光增强效果。据透露，发光具有超高速成分，原则上可以进行100GHz工作。我们目前正在准备根据这些结果提交一篇论文。我们计划在下一财年的学术会议上进行演讲，并努力传播我们的成果。除了这项实验研究之外，我们还正在进行将连续体束缚态（BIC）引起的光学共振态应用于折射率传感的研究，并利用全电介质超表面，展示了两者中最好的响应灵敏度。引入轻微的不对称性来激活光束缚态，除了不对称性之外，我们还在硅纳米结构中引入了纳米间隙，以提高环境折射率敏感性。实际制造的样品中光学束缚态的Q值约为1200，这对于全电介质超表面来说是相对较高的Q值。该成果今年以论文形式发表（开放获取），并在学术会议上进行了展示。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nanogap enhancement of the refractometric sensitivity at quasi-bound states in the continuum in all-dielectric metasurfaces

DOI：
10.1515/nanoph-2022-0565
发表时间：
2023-01
期刊：
Nanophotonics
影响因子：
7.5
作者：
Keisuke Watanabe;M. Iwanaga
通讯作者：
Keisuke Watanabe;M. Iwanaga

機関公式ページ

机构官方页面

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

ナノ共振器アレイからなる全誘電体メタ表面の連続状態における光束縛状態活性

由纳米腔阵列组成的全介电超表面连续态下的光学束缚态活动

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
岩長祐伸
通讯作者：
岩長祐伸

ナノギャップを有するメタサーフェスの準BIC磁気双極子モード観測

纳米间隙超表面的准BIC磁偶极子模式观测

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊敬介;岩長祐伸
通讯作者：
岩長祐伸

生体分子自動検出装置

生物分子自动检测装置

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
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0
作者：
通讯作者：

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Photo-induced voltage in perforated metal-dielectric-metal layered structures

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DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.S.Vengurlekar;A.V.Goabal;T.Ishihara;石原照也;T. Ishihara;T. Hatano;M. Iwanaga;M. Iwanaga;T. Hatano;馬場威;畑野敬史;渡辺良祐;R. Watanabe;T. Hatano;T. Baba;畑野敬史;岩長祐伸;T. Iwanaga;T. Hatano;M. Iwanaga;T. Hatano;T. Hatano;M. Iwanaga;T. Ishihara
通讯作者：
T. Ishihara

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发表时间：
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作者：
A.S.Vengurlekar;A.V.Goabal;T.Ishihara;石原照也;T. Ishihara;T. Hatano;M. Iwanaga;M. Iwanaga;T. Hatano;馬場威;畑野敬史;渡辺良祐;R. Watanabe;T. Hatano;T. Baba;畑野敬史;岩長祐伸;T. Iwanaga;T. Hatano;M. Iwanaga;T. Hatano;T. Hatano;M. Iwanaga;T. Ishihara;M. Iwanaga;M. Iwanaga;T. Ishihara;畑野敬史;渡辺良祐;R. Watanabe;T. Hatano;岩長祐伸;佐々木貴正;T. Sasaki;T. Ishihara;T. Hatano;M. Iwanaga;M. Iwanaga
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M. Iwanaga

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2008
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A.S.Vengurlekar;A.V.Goabal;T.Ishihara;石原照也;T. Ishihara;T. Hatano;M. Iwanaga;M. Iwanaga;T. Hatano;馬場威;畑野敬史;渡辺良祐;R. Watanabe;T. Hatano;T. Baba;畑野敬史;岩長祐伸;T. Iwanaga;T. Hatano;M. Iwanaga;T. Hatano;T. Hatano
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发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.S.Vengurlekar;A.V.Goabal;T.Ishihara;石原照也;T. Ishihara;T. Hatano;M. Iwanaga;M. Iwanaga;T. Hatano;馬場威;畑野敬史;渡辺良祐;R. Watanabe;T. Hatano;T. Baba;畑野敬史;岩長祐伸;T. Iwanaga;T. Hatano;M. Iwanaga;T. Hatano;T. Hatano;M. Iwanaga;T. Ishihara;M. Iwanaga;M. Iwanaga;T. Ishihara;畑野敬史;渡辺良祐;R. Watanabe;T. Hatano;岩長祐伸;佐々木貴正;T. Sasaki;T. Ishihara;T. Hatano;M. Iwanaga;M. Iwanaga;T. Hatano;T. Ishihara;M. Iwanaga;石原照也;T. Ishihara
通讯作者：
T. Ishihara

Low-Loss and Small Refractive-Index Metamaterials at Optical Wavelengths

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发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
A.S.Vengurlekar;A.V.Goabal;T.Ishihara;石原照也;T. Ishihara;T. Hatano;M. Iwanaga;M. Iwanaga;T. Hatano;馬場威;畑野敬史;渡辺良祐;R. Watanabe;T. Hatano;T. Baba;畑野敬史;岩長祐伸;T. Iwanaga;T. Hatano;M. Iwanaga;T. Hatano;T. Hatano;M. Iwanaga
通讯作者：
M. Iwanaga