電子・光状態のハイブリッド制御を駆使し、次世代光技術の実現に貢献

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2026-04-10

engineering

{'items': [{'key': '6ae60', 'term': '窒化インジウムガリウム(InGaN)', 'description': {'blocks': [{'key': 'd3j1m', 'text': '窒化インジウムガリウムは、LEDや半導体レーザーなど、現代の省エネ・高輝度な光デバイスを根幹から支える半導体材料です。組成比を増減させることで、可視光全域(青～緑～赤色)にわたって発光色を調整することができます。電気→光の変換効率が80%を超える高効率LEDの作製が可能である一方で、広く普及している通常のInGaN系LEDは偏光していないことが知られています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '5phit', 'term': '半極性面', 'description': {'blocks': [{'key': 'c4hiv', 'text': 'GaN系半導体がとるウルツ鉱型結晶構造において、主軸の[0001]方向に対して、斜めの角度で交わる結晶面のことを指します。半極性面GaN上にInGaN層を成長した際には、従来の極性面である(0001)上の素子と異なり、偏光を呈すことが知られています。また、従来の(0001)上の素子で課題となる分極電界を低減することもでき、発光効率が向上することでも知られています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'ebhlo', 'term': 'メタサーフェス', 'description': {'blocks': [{'key': 'ji8u', 'text': '光の波長以下のナノサイズの構造体を周期的に配置することで実現する人工的な固体表面です。光の進み方や性質（位相・偏光）を自在に制御でき、従来の光学素子よりも超薄型・小型化が可能です。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '3g27m', 'term': '円偏光', 'description': {'blocks': [{'key': 'eeog6', 'text': '光の電場が進行方向に対して円を描くように回転しながら進む状態の光を指します。右回りと左回りの二種類があり、状況に応じて自在に使い分けることで、3DディスプレイやAR/VR技術、量子通信などへの応用が期待されています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'covjh', 'term': '直線偏光', 'description': {'blocks': [{'key': '5lfq8', 'text': '円偏光に対し、「偏光軸」と呼ばれる特定の単一方向(直線方向)に沿って光電場が振動しながら進む状態の光を指します。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '820aa', 'term': '外部量子効率', 'description': {'blocks': [{'key': 'b9nvd', 'text': 'LEDなどの発光デバイスにおいて、電源から供給された電流がどれだけ効率よく光として外部に出るかを示す指標です。数値が高いほど効率が良いデバイス、ということになります。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '6505f', 'term': '円偏光度', 'description': {'blocks': [{'key': '4eb59', 'text': '光を右回り円偏光成分と左回り円偏光成分に切り分けたときに、各成分の光強度の差を全体の光の強度で割った値を指します。偏光の度合いを表す指標であり、1に近いほど「純粋な右回り円偏光」、-1に近いほど「純粋な左回り円偏光」ということになります。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'fvv1r', 'term': '1/4波長板', 'description': {'blocks': [{'key': 'bhr4e', 'text': '光の位相を1/4波長分（90度）ずらすことで、「直線偏光」を「円偏光」に、または「円偏光」を「直線偏光」に変換する光学素子です。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['eng']

['市川修平', '村田雄生', '小島一信']

半極性面InGaN LEDが本来持つ“直線偏光”という特性を活かすことで、従来方式の限界を超える円偏光変換効率を実現できました。単層のメタサーフェスを積むだけで高効率な円偏光が得られるため、将来的な小型デバイスへの応用も大いに期待できます。社会実装に向けた展開をさらに進めていきたいです。

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市川 修平

准教授

工学研究科

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/32d0649cfea01567.html