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成均館大、ダイヤモンド構造の光結晶製造法を開発

光素子、光コンピュータなどへの活用に期待

韓国の研究チームが1990年にはじめて存在が明らかになって以来26年間にわたり未解決だったダイヤモンド型光結晶の構造を光の波長の大きさのレベルで実験的に実現することに成功した。

光の方向を制御するためには電子を制御するシリコン半導体素材のような光結晶素材が必要になる。しかし必要とするレベルの光バンドギャップ(物質内に存在し得る光の波長の領域)をもち、これを実用化できる光結晶素材はこれまで知られていなかった。

韓国研究財団(チョ・ムジェ理事長)は成均館大学校のイ・ギラ教授研究チームが「損失なく光の流れを自由に制御できるダイヤモンド構造の光結晶をナノ粒子が自ら集まって組織化されるようにする方法」を開発したと2月28日に発表した。

研究チームは互いに対になる遺伝子情報をもつDNAを球形ナノ粒子と四面体のナノ粒子にそれぞれ付着させたのちDNAの対を結合させた。

その結果、ダイヤモンド構造とパイロクロア構造が浸透した構造であえる「ラーベス(Laves)構造」が作られた。研究チームはこの構造からパイロクロア構造をなくせばダイヤモンド構造が得られるとしている。この構造の光結晶は広い光バンドギャップを持ち、これを実現すれば3次元空間で光を多様な形に制御できるようになる。

研究に当たったイ・ギラ教授は「長い間未解決だった3次元ダイヤモンド光結晶の構造を実現した。光結晶構造をもとにしたディスプレイ、レーザー、センサー分野の重要な基板技術になり、光素子から光コンピュータまで活用できるだろう。特にパイロクロア構造は最近注目されているメタマテリアルに活用できるものと期待される」と話している。

研究成果は『Nature Materials』に2月27日付で掲載された。






[2017-03-02]

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