フォトンのバンドギャップ構造の1つの欠陥によるフォトンの捕捉と放出
1Department of Electronic Science and Engineering, Kyoto University, Japan. snoda@kuee.kyoto-u.ac.jp
Nature
|October 18, 2000
まとめ
研究者らは,光子バンドギャップ構造における光子捕捉のための人工的欠陥を実証した. この画期的な発見により,光伝播の制御が可能になり,超小型光学装置や全光学回路への道が開けました.
科学分野:
- フォトニクス フォトニクスとは
- 凝縮物質物理学 凝縮物質物理学
- 光学工学は,光学工学である.
背景:
- フォトニックバンドギャップ構造は,フォトンの操作に対する理論的な制御を提供します.
- 人工的な欠陥や発光器は,光子操作の鍵となる.
- 欠陥ベースのフォトニクスのこれまでの実験的進歩は限られていた.
研究 の 目的:
- 2Dフォトニックバンドギャップ構造の人工的欠陥を使用してフォトントラップを実験的に実証する.
- 閉じ込められた光子が自由空間に放出できるということを示すために.
- 光通信および全光学回路における潜在的な応用を探求する.
主な方法:
- 単一の人工的欠陥を持つ二次元フォトニックバンドギャップ構造の製造.
- フォトンを,欠陥と統合された線形波導体を通過させる.
- 欠陥による光子の捕捉と,その後の放射を観察する.
主要な成果:
- 人工欠陥による光子捕捉の成功実証.
- 欠陥から空間に放出される光子の観測.
- 欠陥によるフォトンの局所化に関する理論的予測の検証.
結論:
- 人工的な欠陥は,フォトンのバンドギャップ構造の中にフォトンを効果的に閉じ込めることができます.
- この現象は,光学トラフィックにおけるフォトンの選択的追加または除去を容易にする.
- この発見は,小型化された光学装置や全光学回路の開発を支援する.
関連する概念動画
Photoluminescence: Fluorescence and Phosphorescence
Photoluminescence is a process where a molecule absorbs light energy and re-emits it in the form of light. This phenomenon occurs when a substance absorbs photons, promoting its electrons to higher energy level excited states, followed by a relaxation process in which the electrons return to their original ground state energy levels and emit light. Photoluminescence is widely observed in various materials, including semiconductors, and organic and inorganic compounds.
A pair of electrons in a...
A pair of electrons in a...
Deactivation Processes: Jablonski Diagram
Luminescence, the emission of light by a substance that has absorbed energy, is a process that involves the interaction of molecules with light. The energy-level diagram, or Jablonski diagram, is a graphical representation of these interactions, illustrating the various states and transitions a molecule can undergo. In a typical Jablonski diagram, the lowest horizontal line represents the ground-state energy of the molecule, which is usually a singlet state. This state represents the energies...
Carrier Generation and Recombination
Carrier generation is the process by which electron-hole pairs (EHPs) are created within the semiconductor. In direct-bandgap semiconductors, such as gallium arsenide (GaAs), this occurs efficiently when energy absorption prompts valence electrons to leap into the conduction band, leaving behind holes.
This process is given by the generation rate G and is efficient due to the conservation of momentum between the valence band maximum and conduction band minimum.
Indirect generation involves an...
This process is given by the generation rate G and is efficient due to the conservation of momentum between the valence band maximum and conduction band minimum.
Indirect generation involves an...


