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狙ったナノ空間に光を閉じ込める人工構造の開発に成功北海道大学,中国 北京大学

 北海道大学,中国 北京大学の研究グループは,金ナノ粒子のペアを一列に規則正しく配列した人工構造(バルク)の端(エッジ)にペアではない単一金ナノ粒子を配置して構造全体に光照射すると,エッジの単一粒子に近接場と呼ばれる光が局在化するトポロジカルエッジ状態が発現することを発表した。また,エッジ状態が消滅する位相緩和時間が,バルクの金ナノ粒子ペアの個数に依存して長くなり,ある個数以上で飽和することを見出し,エッジ状態がバルク状態とのエネルギー振動を経て形成することを検証した。
 光のトポロジー効果は,光の散乱損失や構造の乱れに耐性のある堅牢な光学構造を提供するため,光情報伝送や量子コンピューターなどの新しい光デバイスを実現するために有用と考えられている。現在,金のナノ構造を用いた光トポロジカルエッジ状態の研究は世界中で盛んに行われているが,極めて早い時間で生成・消滅するため,時間領域における研究はほとんど進んでいなかった。今回の時間領域の研究により,どのような人工構造を用いれば,近接場を効率良く狙ったナノ空間に速く局在化させるかなどの理解が深まり,新しい光デバイスの構築に繋がるものと期待される。

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