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北海道大学 電子科学研究所 光電子ナノ材料研究分野 西井研究室

Japanese

研究内容RESEARCH

西井研究室の概要

私たちは、強靱な骨格を有する無機光学材料において、その表面への微細構造の形成による光機能の発現に関する研究を進めています。さらに、無機材料や金属材料中のイオンや電子スピンの状態を制御して、バルク体としての新奇な機能や特性を引き出すための基盤研究に取り組んでいます。

(1)光波制御機能の発現

光の波長レベル以下の微細な周期構造は、強い光学異方性と波長依存性、共鳴現象による電磁場増強、光波の閉じ込めなど、自然界に存在しない光学特性を発現します。当研究室では、真空成膜法、フォトリソグラフィー、エッチング、電圧印加ナノインプリントなど、様々な先端プロセスを使って、導波、回折、偏光制御、反射防止、プラズモン増強などのフォトニック機能の発現を目指しています

(2)イオンの制御

固体材料に電圧を印加することで、内部に含まれるイオンを他のイオンに置換したり、その濃度分布を制御することで、材料の光学的、電気的な特性を大きく変化させるための基盤研究に取り組んでいます。特に、非接触電極あるいは金属触媒電極を用いたガラス中のアルカリ−プロトン置換に挑戦しています。

(3)電子スピンの制御

固体中の電子が持つ「電荷」に新たな自由度である「スピン」を導入することで、今までのエレクトロニクスでは実現できなかった機能、性能を持つデバイス・材料が創製できると期待されています。このような研究分野を「スピントロニクス」と呼びますが、当研究室では、このスピントロニクスにナノ構造や光を取り入れた新たな学術的研究分野を開拓することに挑戦しています。

これらの研究によって生み出される新たな機能や特性は、高度情報処理デバイス、環境保全や健康管理のためのセンサー、さらには省エネデバイスなど、様々な分野への応用が期待されます。


研究概要

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1. 光機能の発現
・ナノインプリント法による光学素子の開発
・プラズモン光学素子の開発
・電圧印加による低温インプリント

2. イオンの制御
・コロナ放電処理によるガラスの表面特性制御
・パラジウム触媒電極を用いたアルカリ−プロトン置換

3. 電子スピンの制御
・強磁性トンネル接合における磁気インピーダンス特性
・強磁性ナノスケール接合の作製とその構造・電気伝導・磁気特性
・パルスレーザー照射した磁性合金材料の表面内部構造・磁気特性


北海道大学
電子科学研究所
光電子ナノ材料研究分野
西井研究室

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北海道大学 電子科学研究所
光電子ナノ材料研究分野