Controlling the parity and time-reversal symmetry of graphene Dirac plasmons and its application to terahertz lasers

控制石墨烯狄拉克等离子体激元的奇偶性和时间反演对称性及其在太赫兹激光器中的应用

基本信息

批准号：
21H04546
负责人：
尾辻泰一
金额：
$ 26.96万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

１. GDPメタ表面のPT 対称性のモデル化（担当：分担者楢原，佐藤，Ryzhii，代表者尾辻）・ADGG構造内のGDPメタ表面を電気格子とみなし，GDP波長に比して十分に短い空間セル分解能でGDP伝搬モード毎に損失・利得特性を等価回路化した散乱行列の多次元化を進めた．代表的なADGG構造・物性パラメータにおいてモード間結合を伴う正常応答を確認した．今後、構築した多次元散乱行列による数値解析法の種々のADGG構造・物性パラメータに対する汎用性を検証してゆく．更に、上記伝送線路モデルと既開発の電磁界解析ツールを用いてADGG-GDP共振特性（モード周波数，Q値）とPT対称性との相関の解明を進めた，PT対称となる特異点は利得と損失が拮抗する動作点で発現することを確認できた。今後、ADGGの構造・物性パラメータに対する高速利得変調特性の相関と性能限界に対する見通しを得る．２. ADGG-GFET内GDPの不安定状態におけるミクロスコピックなPT 対称性の解明と，超高速利得変調動作の原理検証（担当：代表者尾辻，分担者吹留，佐藤；研究協力：松田（東大））・デバイス試作プロセスは，東北大学電気通信研究所附属ナノ・スピン実験施設設備を利用して実施した．（担当：分担者佐藤，吹留，代表者尾辻）・電圧印加状態での非平衡GDPダイナミクスをナノ空間分解能と100フェムト秒の時間分解能で直接観測可能な研究分担者：吹留，松田らが開発したオペランド時間・空間分解X線光電子分光装置を用いて観測する実験を進めた．（担当：分担者吹留；　研究協力：松田（東大））更に、超高速利得変調動作実験の準備を進めたが、2022.３.１６に発生した宮城県沖地震により研究代表者所有のTHz時間領域分光装置が損壊し中断した．政府補償による代替装置購入の目途が立ち、2023年度には実験再開できる見込みである．

1. GDP 超表面的 PT 对称性建模（负责人：奈良原、佐藤、Ryzhii、大辻代表）・ADGG 结构中的 GDP 超表面被视为电晶格，与 GDP 波长相比足够短。通过将损耗和增益特性转换为空间单元分辨率下每个 GDP 传播模式的等效电路，使散射矩阵成为多维。对于典型的 ADGG 结构和物理特性参数，证实了模式间耦合的正常响应。未来，我们将利用构建的多维散射矩阵对各种ADGG结构和物理性质参数验证数值分析方法的通用性。此外，使用上述传输线模型和已经开发的电磁场分析工具，我们进一步阐明了 ADGG-GDP 谐振特性（模式频率、Q 值）和 PT 对称性之间的相关性，我们能够确认这种情况发生在 PT 对称性处。损耗与损耗呈对立关系的工作点。未来，我们将对高速增益调制特性与ADGG的结构和物理参数的相关性及其性能极限进行展望。 2. 阐明ADGG-GFET中GDP不稳定状态下的微观PT对称性并验证超高速增益调制操作原理（代表人：大辻，贡献者：Fukiru、Sato；研究合作：松田（日本工业大学）东京）））装置原型制作过程是使用东北大学电气通信研究所附属的纳米自旋实验设施设备进行的。（负责人：同事：佐藤吹留，代表：大辻）・共同研究人员：吹留、松田等人，可以以纳米空间分辨率和 100 飞秒时间分辨率直接观察施加电压下的非平衡 GDP 动态。使用开发的操作时间和空间分辨 X 射线光电子能谱仪进行实验。（负责人：吹留；研究合作：松田（东京大学））此外，还进行了超高速增益调制运算实验的准备，但由于2022年3月16日发生的宫城县隐岐地震，首席研究员拥有的太赫兹时域光谱仪损坏并中断。计划通过政府补偿购买更换设备，预计2023年恢复实验。

项目成果

期刊论文数量（180）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

モンペリエ大学/国立中央研究センター(フランス)

蒙彼利埃大学/国家中央研究中心（法国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

国立高圧物理学研究所/ワルシャワ大学(ポーランド)

国家高压物理研究所/华沙大学（波兰）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Ultrafast terahertz transparency boosting in graphene meta-cavities

石墨烯元腔中超快太赫兹透明度的提升

DOI：
10.1515/nanoph-2022-0511
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
7.5
作者：
Lan Wang; Ning An; Sen Gong; Xuan Sheng; Yiwei Li; Baicheng Yao; CuiYu; Zezhao He; Qingbin Liu; Zhihong Feng; Taiichi Otsuji;Yaxin Zhang
通讯作者：
Yaxin Zhang

Generation of Large-Amplitude Pulses through the Pulse Shortening Superposed in Series-Connected Tunnel-Diode Transmission Line

通过串联隧道二极管传输线中叠加的脉冲缩短产生大振幅脉冲