トポロジカルプラズモン導波路によるスピン選択アクティブ光制御

使用拓扑等离激元波导的自旋选择性主动光学控制

• 批准号: 22H01928
• 负责人: 斉藤 光
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01928/
• 关键词: トポロジカルフォトニクス; プラズモニクス; バレートロニクス; 光ー物質相互作用; カソードルミネセンス; トポロジカルフォトニクス; プラズモニクス; バレートロニクス; 光ー物質相互作用; カソードルミネセンス

本研究初年度の目標として、表面プラズモンの伝播方向を軌道角運動量によって制御できるバレー分極を示すプラズモニック結晶、すなわちバレープラズモニック結晶の詳細な設計を計画していたが、これは無事に完了した。設計には有限差分時間領域法による電磁場シミュレーションを用い、金属ナノ構造が周期的に配列した系をモデルとして、各構造パラメータを選択した。また、このバレープラズモニック結晶上に鉛ハライドペロブスカイト薄膜を成膜する技術が確立され、本研究で目標とする任意の波長の光吸収を示す物質を介したバレー分極プラズモン伝播のアクティブ制御に関する実験へ進むことができるようになった。そのようなバレープラズモニック結晶と半導体とが組み合わさった複合系の中での局所的な物性評価に、走査透過電子顕微鏡を基盤としたカソードルミネセンスを用いることを計画しており、その準備として半導体からの蛍光の寿命測定を実施したが、その中で、これまで確立されていなかった半導体からのカソードルミネセンスのダイナミクスに関する重要な知見を思わぬ形で得た。その知見は本研究の目的達成に直接的に影響しないが、今後のカソードルミネセンスによるナノスケールの光物性研究一般に進展をもたらす波及効果が期待される。またバレープラズモニック結晶と半導体の複合系における光スイッチ特性を計測するためのレーザー顕微鏡も、予定どおり無事に調整され、2023年度以降の研究計画を滞りなく遂行できる状況にある。

作为这项研究第一年的目标，我们计划设计一个血浆晶体的详细设计，即表现出射线极化的射出等离子等离子晶体，这使得表面等离子体的传播方向可以通过轨道角动量控制，并成功完成。该设计使用有限差时域方法使用电磁场模拟，并使用一个系统定期将金属纳米结构作为模型排列的系统选择每个结构参数。此外，已经建立了一项技术，可以将铅卤化物钙钛矿薄膜沉积在该齐20个等离子晶体上，从而使我们能够通过通过在任何波长下表现出光吸收的材料进行积极控制等离子体化等离子体膨胀的实验，这是这项研究的目标。我们计划使用基于扫描透射电子显微镜的阴极发光，以在复合系统中进行局部物理性质，其中合并了等离子等离子体晶体和半导体，为此做准备，我们已经从半导体中进行了荧光测量。其中，我们已经获得了有关到目前为止尚未确定的半导体的阴极发光动力学的重要知识。尽管这一发现并没有直接影响这项研究的实现，但预计它将产生连锁反应，从而将未来使用阴道发光的纳米级光学性质研究进步。此外，已经按计划成功地调整了用于测量射出等离子等离子晶体和半导体系统中光学开关特性的激光显微镜，并且可以无需搭扣就可以执行2023及以后的研究计划。