도쿄공업대학 과학기술 창성연구원 미래산업기술연구소의 니시자와 노미토 특임조교, 종편 히로오 교수 등은 2월 9일 실온에서 순수한 원편광을 발하는 스핀 발광 다이오드(스핀 LED)를 세계에 앞서 창조했다고 발표했다.

 최근 다양한 종류의 빛이 이학, 공학, 의학 등 다양한 분야에서 이용되고 있는 가운데 특히 주목을 받고 있는 것이 원편광이다.빛의 파의 진동면(편광면)이 나선형으로 오른쪽 또는 왼쪽 방향으로 회전하면서 진행되는 빛으로, 광학 활성 물질의 선별, 특히 합성 화학 산업 분야에서 자주 이용되고 있다.

 실온 원편광의 실현에 있어서, 최대의 과제는 원편광의 나선의 회전 방향을 담당하는 전자의 자전축의 방향을 모두 맞추기 위한 원리 개척과 소자 중의 반도체와 자성체 금속의 접합으로 생기는 비자성 물질의 생성을 없애는 제작법의 개척으로 여겨져 왔다.이번 연구 그룹은 종편 연구실에서 독자 개발한 '결정성 알루미나 중간층'에 의해 대전류를 흘려도 접합면에서의 화학 변화를 억제하는 데 성공했다.이것에 의해, 대전류하의 발광으로 원편광이 증폭되는 현상을 발견할 수 있었다.

 이 결과, 실온에서 순수한 원편광을 발하는 스핀 LED를 세계에 앞서 창조했다.중간층에 결정성 알루미나를 이용한 이 다이오드는, 전류가 작을 때는 자연광에 가까운 편광이 없는 「무편광」인 발광이었지만, 전류를 크게 하여 발광 강도를 올려 가면 원편광 의 순도가 보인다 상승하고 순수한 원편광에 이른다.이 성질로부터, 다이오드에서 발생한 강한 발광 자체에 원편광을 증폭하는 효과가 있는 것으로 추정된다.

 현재, 소자 중의 결정성 알루미나 중간층은 대전류 통전 상태에서 1주일 정도의 내구성밖에 없다.앞으로는 그 품질을 한층 더 향상시키면서 원편광을 발하는 초소형 레이저의 실현을 목표로 한다고 한다.그 과정에서 이번에 판명된 원편광이 증폭하는 원리가 밝혀질 가능성이 있다고 한다.게다가 지금까지 어려웠던 생명활동의 상세한 관찰이나 원편광을 이용한 암호통신에의 응용도 기대된다고 한다.

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도쿄 공업 대학은 산업의 근대화가 급무가 되고 있던 1881(메이지 14)년에 도쿄 직공 학교로서 설립되었습니다.설립 이래, 우수한 이공계 인재와 탁월한 연구 성과를 계속 창출해, 현재도 일본의 이공계 종합 대학의 톱에 있습니다.도쿄공업대학은 고도의 전문성뿐만 아니라 교양학을 필수로 한다[…]

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