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。

上一年进行了有关光学MetadeVices新结构的研究。由于最终目标是在100 GHz下运行，因此基于MetadeVice研究了该结构，该结构基于纯粹的光学操作。其中一个MetadeVices是基于平面光学波导的设备，另一个设备从平面垂直发射光。今年，我们主要促进了实验研究，并进行了基础研究，旨在创建表面发出高亮度光学元素质。通过将二维发光材料转移和安装到光元表面上，制造了表面发射光学元件，并对其发光特性进行了实验研究。发现了增强发光的重要作用。据揭示，光发射中有超高的速度组件，因此原则上可以以100 GHz运行。我们目前正在准备提交这些结果以发布论文。该计划是在明年的学术会议上进行演讲，并努力传达结果。除了这项实验研究外，我们还进行了有关应用光结合状态（BIC）引起的光学共振状态（BIC）进行折射率传感的研究，并通过利用全型元时间额叶，我们证明了该结构组中最佳的响应敏感性。引入了轻微的不对称性来激活光线结合状态，但是除了不对称外，还引入了硅纳米结构的纳米胶囊以提高环境折射率敏感性。实际制造样品中光线状态的Q值约为1200，这是全dielectric Meta表面的Q值相对较高。这项成就今年作为一篇论文（开放访问）发表，并进行了一次会议演讲。

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

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：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

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

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发表时间：
2007
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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：
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发表时间：
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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
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M. Iwanaga

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2007
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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;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

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DOI：
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
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发表时间：
2008
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影响因子：
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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
通讯作者：
M. Iwanaga