研究紹介

光量子工学研究領域

量子オプトエレクトロニクス研究チーム

チームリーダー 加藤 雄一郎 (Ph.D.)
加藤 雄一郎 (Ph.D.)

電子と光子の相互作用を巧みに利用するオプトエレクトロニクス技術は、太陽電池や発光ダイオードなど、私たちの社会で広く使われており、今も進歩が続いています。微小デバイス作製技術の発展に伴い、単一電子や単一光子による光電変換がもたらす技術革新も少しずつ現実味を帯びてきているのです。量子オプトエレクトロニクス研究チームでは、微細加工技術を駆使してナノ材料を組み込み、電子や光子の量子性を利用することで、従来の光デバイスとは異なる新しい機能を発現する素子の開発に挑んでいます。電子と光子の相互作用を量子力学的なレベルで制御し、電子スピンや光子統計を活用することで、光量子センサーや量子光源などの光量子デバイスの実現を目指しています。

研究主分野

総合理工

研究関連分野

数物系科学 / 化学 / 工学

キーワード

  • 光エレクトロニクス
  • 量子デバイス
  • ナノデバイス
  • 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. N. Higashide, M. Yoshida, T. Uda, A. Ishii, Y. K. Kato,
    "Cold exciton electroluminescence from air-suspended carbon nanotube split-gate devices"
    Appl. Phys. Lett. 110, 191101 (2017).
  2. *M. Yoshida, A. Popert, Y. K. Kato,
    "Gate-voltage induced trions in suspended carbon nanotubes"
    Phys. Rev. B 93, 041402(R) (2016).
  3. *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).
  4. *X. Liu, T. Shimada, R. Miura, S. Iwamoto, Y. Arakawa, Y. K. Kato,
    "Localized guided-mode and cavity-mode double resonance in photonic crystal nanocavities"
    Phys. Rev. Applied 3, 014006 (2015).
  5. *R. Miura, S. Imamura, R. Ohta, A. Ishii, X. Liu, T. Shimada, S. Iwamoto, Y. Arakawa, Y. K. Kato,
    "Ultralow mode-volume photonic crystal nanobeam cavities for high-efficiency coupling to individual carbon nanotube emitters"
    Nature Commun. 5, 5580 (2014).
  6. *Y. Kumamoto, M. Yoshida, A. Ishii, A. Yokoyama, T. Shimada, Y. K. Kato,
    "Spontaneous exciton dissociation in carbon nanotubes"
    Phys. Rev. Lett. 112, 117401 (2014).
  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
チームリーダー

メンバー

石井 晃博
特別研究員
GOMULYA Widianta
特別研究員

お問い合わせ先

〒351-0198 埼玉県和光市広沢2-1 研究本館420号室
Tel: 048-462-1111(内線:3432)

yuichiro.kato [at] riken.jp
※[at]は@に置き換えてください。

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