環境親和性・生体親和性の高い新機能性ナノ材料・ナノデバイスの開発を通して、持続可能な社会の実現に貢献することを研究室の目標としています。
We have been developing silicon-based nanostructures with the size in the quantum confinement (~10 nm, quantum dots) to the dielectric resonator (100-300 nm) regimes, plasmonic nanostructures and metal-dielectric composite nanostructures, and explore their applications in electronics, photonics, photochemistry, electrochemistry, biophotonics, etc. Please look at our publication lists for details.
Manipulation of light by nano-objects
Key word:Mie resonance, Plasmonics, Metamaterials, Metasurface
高屈折率誘電体材料のナノ構造と金属ナノ構造により、光（電磁波）を自由自在に制御する技術を開発しています。高屈折率誘電体のナノ構造は、Mie共鳴呼ばれる共鳴モードを持ち、共鳴周波数において電磁波の電場と磁場が著しく増強されます。近年、高屈折率誘電体ナノ構造により光を一方向に散乱させたり、位相を制御したりすることが可能であることが明らかになり、新しいコンセプトに基づく光学デバイスの実現に向けて熾烈な研究開発競争が行われています。金属ナノ構造も同様に電磁波の電場を著しく増強します。これは、金属ナノ構造の表面プラズモン共鳴によるものであり、表面プラズモン共鳴により光を制御する分野は、プラズモニクスと呼ばれています。
Recent achievements
Silicon Nanoparticle Mie Resonators
独自の方法で、球形シリコン結晶のコロイド溶液の実現に成功しました。このコロイド溶液は、退色のない全く新しいインクとして期待されています。
Spherical silicon nanocrystals as Mie resonator. The colloidal solution of spherical silicon nanocrystals are considered to be a new color ink without fading.
Silicon Metasurface Optoelectronic Devices
シリコンナノ構造アレイに誘起される光学共鳴を用いて薄膜の吸収を増強し、光電流を波長選択的に増強することに成功しました。この成果は、これまでSiで困難だった近赤外域の高感度光検出につながる可能性があります。
Light Management by Plasmonic Nanocomposites
様々な形状の金属ナノ構造を開発し、それにより光のアップコンバージョンの増強、発光体の指向性制御、スペクトル形状制御等を実現しています。
Electron confinement in nano-objects
Key word:Quantum size effects, Low dimensional materials.
従来の材料に比べて環境親和性・生体親和性が高く持続可能で安心して使用できる新しい半導体量子ドット材料を開発しています。さらに、開発した量子ドットを用いた太陽光による化学エネルギー（特に水素）生成、バイオセンシング・バイオイメージング応用の開発、光・電子デバイスの開発を行っています。
Recent achievements
Heavy-Metal-Free Colloidal Quantum Dots
独自の方法で新しいタイプの重金属フリー（シリコン、シリコンゲルマニウム、リン化ホウ素（BP））コロイド量子ドットを開発しました。
Development of noble heavy-metal-free colloidal quantum dots (QDs), e.g., silicon QDs, silicon germanium QDs, cubic boron phosphide QDs, etc.
Biosensing and Bioimaging using Si QDs
Applications of quantum dots to biosensing, bioimaging and antimicrobial applications.
Energy Conversion by Si QDs
Solar-fuel conversion by Si quantum dots.
その他の成果は成果発表ページを参照してください。