お知らせ
メタマテリアル・フォトニック結晶グループ 石原グループ

 物質を光波長程度のスケールで周期配列させた構造は、構成物質の性質とは大きく異なった光応答を示します。周期が光の波長よりも十分に小さく、有効媒質とみなせる場合をメタマテリアルと呼びますが、うまくデザインすると自然界には存在しない負の屈折率さえ実現できることがわかってきました。周期が波長より大きいフォトニック結晶では回折が電磁応答に興味深い影響を与えます。

 私達はこのような構造を光と物質の相互作用を人工的にデザインできる系として注目し、微細加工技術による試料の作製、レーザ等を用いた光学測定、コンピュータによる数値計算の3本だてで、負の屈折率光領域の磁気応答光の運動量による起電力発生、光誘起磁性などの新奇な現象を探求しています。

 
左図:電子線リソグラフィーで金薄膜上に作製した円孔配列構造。 右図:非対称な単位胞をもつ周期構造。
有機π電子系グループ吉澤グループ

  共役π電子をもつ有機物質系は、構成要素(分子など)が集合して高次構造をとることで多彩な光機能性を発揮します。例えば、光合成系の色素蛋白複合体や分子を内包したカーボンナノチューブはナノメータースケールの規則正しい構造をもち、これらがさらに凝集して高次構造を作っています。これらの物質の構造と励起状態ダイナミクスの関係を研究することで、新たな光機能材料の開発を目指しています。

励起状態の測定に必要な時間分解分光装置の開発も行っています。超短パルス光を自在に制御して物質を任意の状態に励起することで、通常の分光法では測定できない物性の本質を解明します。

物理の「出前授業」も積極的に行っています。


左図:光合成系の色素蛋白複合体、中図:分子内包カーボンナノチューブ、右図:レーザー分光装置

光スピントロニクスグループ  松原グループ   卒業研究生・大学院生募集中!

光と物質の線形・非線形の相互作用を高度に利用・開拓することにより、新奇な物理現象の解明と物質機能の創出を行っています。特に、電子の電荷を基にした現代エレクトロニクスを超え、電子のスピン(磁石の性質)を組み込んだ量子物性機能を探索しています。

 例えば、対称性や光応答を人工操作した磁性体メタマテリアル、磁性体と誘電体の特徴を兼ね備えるマルチフェロイック物質、電磁気学では禁止されている磁気モノポールなどを実現するメゾスコピック人工磁性体、さらに、特異な性質を有する磁性体・誘電体・金属・半導体・絶縁体などを舞台に、独自開発した光技術を用いることで、将来のテクノロジーを支えうる新しい物理原理や光物質機能の開拓を目指しています。

 具体的には、
 ・光により電子スピン(スピン配列・スピン流)を制御する新規光スピントロニクス原理の開発
 ・高度な光イメージング技術を用いた量子物性機能の解明
 ・特殊なスピン配列を利用した電気磁気制御技術の開拓
 ・磁性と誘電性を結合する電気磁気光機能(光のダイオード機能・波長変換機能・光電変換機能)の創出
など、光(フォトニクス)−電気(エレクトロニクス)−磁気(マグネティクス)を融合する最先端の光物質科学を開拓します。