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工学部

一般教育科 超高速光物理研究室


実験風景
電流などのよく知られた現象でも、短い時間スケールで見てみると違った一面を示すことがあります。本研究室では、構造を精密に制御した半導体を対象として、電子や原子の高速な運動を短い時間ごとに区切って調べています。具体的には、10兆分の1秒だけ光る「光パルス」を発生させ、それを多種多様なミラーとレンズで誘導して半導体に照射する実験を行っています。半導体の構造や光パルスの当て方を工夫することで、新規な現象の発見と解明、さらには応用への展開を目指しています。


実験風景

主な研究テーマ

  • 半導体表面の光励起過渡現象に基づくテラヘルツ波放射機構の解明
  • 変調分光法による半導体ナノ構造膜の精密分光

指導教員

長谷川 尊之 講師 (ハセガワ タカユキ)

専門分野

  • 超高速光物理
  • 半導体物性

教員メッセージ

光パルスをもちいて高速な現象を調べるために、ミラー、レンズ、プリズムなどを組み合わせて独自の光学測定器を作ります。一見複雑に見えますが、要素ごとに見ていくと仕組みを理解することは難しくありません。たとえば、光パルスを試料に当てるタイミングが重要なのですが、これはお馴染みの「距離・時間・速さの関係」で決めることができます。光の速さは一定ですので、光パルスの経路の長さを調整すれば試料に到着する時間を設定できるわけです。また、使用しているミラーなどは特殊な加工が施されていますが、類似したものが身の回りで使われていたりします(たとえば眼鏡の反射防止コーティング)。このように実験道具に様々な知識を結びつけながら研究を進めていくことは、光を使った研究の醍醐味のひとつです。

在学生メッセージ

研究に一生懸命に取り組んでいると、様々な知識が身についてきます。そうすると、今まで何気なく見ていたものを、より詳しく識別できることがあります。私の場合、卒業研究を進めていくうちに、発光ダイオードや半導体レーザー(レーザーポインター)の放つ色から、使用している材料(元素)を推測できるようになった記憶があります。研究を通じて、このような「新しい視点」を獲得する楽しさを是非体験してください。

この研究がかなえる未来

近年、光と電波の性質を兼ね備えたテラヘルツ領域電磁波(テラヘルツ波)が、さまざまな分野で役立つことから注目を集めています。テラヘルツ波は、半導体内で電子や原子を高速に運動させることで発生します。そこで、電子・原子の運動を探求して制御する方法を確立し、多様なテラヘルツ波を発生させることを目指しています。

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