大阪大学の高原淳一教授らの研究グループらは、単結晶シリコンで作られたナノ共振器構造において光学応答が増強される「ミー共鳴」を発生させるための新たな条件を発見した。光アンテナなどのデバイス分野への応用につながる可能性もある。

シリコンのような高屈折率の半導体材料の大きさが光の波長程度まで小さくなると、特定の波長の光に対して強い散乱や吸収を示すようになる。これは、入射光に含まれる時間的に変化する電場がナノ構造の分極振動と共鳴を起こすことで生じ、ミー共鳴と呼ばれる。

これまでの理論ではミー共鳴の共鳴モードは、主にナノ構造のサイズと入射光の波長の関係のみによって決定され、他の方法でコントロールすることは難しいと考えられていた。

研究グループはシリコンナノ構造を強く集光されたレーザー光を使って照明した場合、その位置を対象のナノ構造の中心に対して１００ナノメートルほどずれせるとミー共鳴を発生できることを明らかにした。

「光と物質の相互作用に関する基本的な理論を拡張させるとともに、低消費電力での全光スイッチングデバイスや光アンテナなどのフォトニックデバイス分野への応用が期待できる」としている。