2020年 | プレスリリース?研究成果
室温動作ポラリトンレーザの実現に向けて大きな前進 －超低消費電力な近紫外線コヒーレント光源の実現に道－
【発表のポイント】
- 励起子および光子が比较的长い时间存在できる半导体微小共振器注1を作製。
- 室温で共振器モードに结合した励起子ポラリトン注2を観测。
- 反転分布注3が不要な、超省电力コヒーレント光源への応用が期待。
【概要】
梦の超省电力光源として、励起子と光子の连成波（励起子ポラリトン）を微小共振器モードと结合させて用いる共振器ポラリトンレーザの実现が期待されています。东北大学多元物质科学研究所の嶋紘平助教、古泽健太郎助教（现狈滨颁罢主任研究员）、秩父重英教授は、室温において励起子が安定して存在できる酸化亜铅（窜苍翱）単结晶を活性层とするチップサイズの微小共振器を作製し、共振器ポラリトンを室温で観测することに成功しました。共振器ポラリトンは低浓度でも単一のエネルギー状态を占有するコヒーレンシーが高いため、ポラリトンレーザは従来の半导体レーザよりも大幅に低いキャリア注4浓度でコヒーレント光を発する可能性があります。今回実証した、チップサイズの微小共振器による室温での共振器ポラリトン生成は、室温动作ポラリトンレーザの実现に向けた大きな前进です。
本研究の成果は2020年8月19日に、米国物理協会（AIP）の科学雑誌Applied Physics Lettersにてオンライン公開されました。
【参考画像１】 トップダウン方式によるZnO微小共振器の作製方法。水熱合成ZnO単結晶基板の片面に、R-HWPS法により誘電体DBRを堆積します。次に、ZnO単結晶基板を研磨により光の波長程度の厚みまで薄膜化します。さらに、研磨した面に誘電体DBRを堆積させることによりZnO微小共振器を作製します。
【用语解説】
注1．微小共振器
光の波长程度（数百ナノ～マイクロメートル）の厚さの活性层媒质が、2枚の合わせ镜より挟まれた构造。光を闭じ込めるための构造。
注2．励起子ポラリトン
分极波である励起子（伝导电子と正孔の対がクーロン引力により束缚しあった量子）と电磁波である光子が近い振动数において结合した状态。励起子と光子が连成波となり準粒子として半导体中を伝搬する。
注3．反転分布
电子や粒子の、エネルギーの高い準位の状态密度が低い準位の状态密度を上回った分布状态。
注4．キャリア
物质中で电荷を运ぶ荷电粒子または準粒子。
问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
担当： 教授 秩父重英
电话： 022-217-5363
贰-尘补颈濒：肠丑颈肠丑颈产耻*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所 広報情報室
电话：022-217-5198
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