【慶應義塾】ナノ架橋構造による高効率・高偏光度のマイクロ偏光熱光源を実現

－分析・センシング・光デバイスなど、偏光技術応用への展開に期待－

慶應義塾大学理工学部物理情報工学科の牧英之教授と同大学院理工学研究科修士課程2年（研究当時）のザッケオ・アンドレア、同博士課程2年の俣野眞一朗、米国・ライス大学電気・コンピューター学科の河野淳一郎教授らの研究グループは、1次元ナノ材料であるカーボンナノチューブ配向膜が高配向・高密度に整列したカーボンナノチューブ配向膜を用いて、高偏光度の偏光熱光源の開発に成功しました。

偏光（直線偏光）とは、電場・磁場が特定方向に振動した光であり、センシングや光デバイス、分析などの幅広い分野で用いられています。広い波長帯域での偏光を得るには、単色のレーザー光は使えないことから、白熱電球等の熱光源と偏光板を組み合わせて生成する必要がありましたが、小型化や集積化が困難でした。これに対して、本研究グループでは、カーボンナノチューブ配向膜を用いたマイクロサイズの偏光熱光源を開発してきました。しかし、偏光度はそれほど高くないなど、さらなる性能向上が求められていました。

今回、カーボンナノチューブ配向膜が架橋した新たな構造のデバイスを開発することで、高偏光度を高効率で得ることに成功しました。開発したデバイスでは、偏光度が最大で約0.9となっており、従来構造での0.6と比較して大幅に向上しました。また、エネルギー効率も、従来の構造と比較して12倍以上と大幅に向上しました。本光源は、シリコンチップ上に微細加工をすることで作製できるマイクロ偏光熱光源であり、偏光技術の新たな発展に貢献することが期待されます。

本研究成果は、2024年6月4日に米国化学会（ACS）のACS Nanoオンライン版で公開されました。

▼全文は本学のプレスリリースをご参照ください。

https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/files/2024/6/4/240604-2.pdf