研究紹介

主任研究員研究室

加藤ナノ量子フォトニクス研究室

主任研究員 加藤 雄一郎 (Ph.D.)
加藤 雄一郎 (Ph.D.)

私たちの生活に必要不可欠となっている情報機器は、微細化されたトランジスターにより微小な領域で電子を操作する技術に支えられています。一方で、光子をチップ上で制御するための微細な光構造の進歩も著しいものがあります。当研究室では、ナノスケールにおいて電子デバイスと光子デバイスを融合して量子情報を処理するという夢の技術に向けて、単一のカーボンナノチューブを組み込んだデバイスを中心として、ナノ光デバイスを利用した基礎研究に取り組んでいます。ナノ材料の光物性やデバイスの動作にかかわる物理的理解を深め、また、新たな量子状態制御手法を開拓することで、光量子デバイスを組み込んだ光集積回路による量子情報通信技術への展望を開くことを目指しています。

研究主分野

総合理工

研究関連分野

数物系科学 / 化学 / 工学

ナノ構造物理 / 物性I / 光工学・光量子科学

キーワード

  • 光物性
  • ナノ物理
  • デバイス物理
  • カーボンナノチューブ
  • フォトニック結晶

主要論文

「*」は、理研外のみでの成果です。
  1. S. Tanaka, K. Otsuka, K. Kimura, A. Ishii, H. Imada, Y. Kim, Y. K. Kato.:
    “Organic molecular tuning of many-body interaction energies in air-suspended carbon nanotubes”
    J. Phys. Chem. C 123, 5776 (2019).
  2. A. Ishii, X. He, N. F. Hartmann, H. Machiya, H. Htoon, S. K. Doorn, Y. K. Kato.:
    “Enhanced single photon emission from carbon nanotube dopant states coupled to silicon microcavities”
    Nano Lett. 18, 3873 (2018).
  3. T. Uda, A. Ishii, Y. K. Kato.:
    “Single carbon nanotubes as ultrasmall all-optical memories”
    ACS Photonics 5, 559 (2018).
  4. H. Machiya, T. Uda, A. Ishii, Y. K. Kato.:
    “Spectral tuning of optical coupling between air-mode nanobeam cavities and individual carbon nanotubes”
    Appl. Phys. Lett. 112, 021101 (2018).
  5. A. Ishii, T. Uda, Y. K. Kato.:
    “Room-temperature single-photon emission from micrometer-long air-suspended carbon nanotubes”
    Phys. Rev. Applied 8, 054039 (2017).
  6. *M. Jiang, Y. Kumamoto, A. Ishii, M. Yoshida, T. Shimada, Y. K. Kato.:
    “Gate-controlled generation of optical pulse trains using individual carbon nanotubes”
    Nature Commun. 6, 6335 (2015).
  7. *A. Yokoyama, M. Yoshida, A. Ishii, Y. K. Kato.:
    “Giant circular dichroism in individual carbon nanotubes induced by extrinsic chirality”
    Phys. Rev. X 4, 011005 (2014).
  8. *S. Moritsubo, T. Murai, T. Shimada, Y. Murakami, S. Chiashi, S. Maruyama, Y. K. Kato.:
    “Exciton diffusion in air-suspended single-walled carbon nanotubes”
    Phys. Rev. Lett. 104, 247402 (2010).
  9. *Y. K. Kato, R. C. Myers, A. C. Gossard, D. D. Awschalom.:
    “Observation of the spin Hall effect in semiconductors”
    Science 306, 1910 (2004).
  10. *Y. Kato, R. C. Myers, A. C. Gossard, D. D. Awschalom.:
    “Coherent spin manipulation without magnetic fields in strained semiconductors”
    Nature 427, 50 (2004).

メンバーリスト

主宰者

加藤 雄一郎
主任研究員

メンバー

寺嶋 亘
研究員
石井 晃博
特別研究員
方 楠
特別研究員
大塚 慶吾
訪問研究員
SHARMA Alka
訪問研究員
町屋 秀憲
研修生