【材料科学】京大、物体の熱輻射を超高速で制御することに成功　スペクトル選択して従来比6000倍の速さでオン/オフ

1 ：野良ハムスター ★＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 19:51:11.82 ID:???.net

京都大学の野田進教授らによる研究グループは、物体からの熱輻射スペクトルを選択でき、
オン／オフを超高速で切り替えることができる技術を世界で初めて開発することに成功した。

物体は加熱されると光を放射するという性質を持ち、様々な光源に利用されてきた。
しかし、熱輻射によって得られる光には複数のスペクトル（波長成分）が混ざっており、
オン／オフの切り替えにも時間がかかるという課題があった。

今回の研究では、熱輻射を得るために物体の温度を変化させるのではなく、物体内部で起きている光と電子の
相互作用を直接制御することを試みた。その結果、量子井戸とフォトニック結晶の効果によって特定の熱輻射
スペクトルを抽出できることや、これまでの約6,000倍の速さでオン／オフを切り替えられることを明らかにした。

研究メンバーは、「今回実証した狭帯域な熱輻射の高速変調動作は、赤外線を利用した環境・バイオ分野の
センシング、イメージング等の応用において、極めて有用な要素技術になることが期待され、超小型・安価・
低消費パワーな分析が実現できると考えられます」とコメントしている。

なお、この内容は7月28日に「Nature Materials」電子版に掲載された。

http://www.zaikei.co.jp/files/general/2014072915274270big.jpg
http://www.zaikei.co.jp/article/20140729/206541.html

京都大学プレスリリース：物体からの熱輻射を超高速に制御することに世界で初めて成功
−望む波長の光のみを放射し、高速でON/OFFできる理想的な熱輻射光源の実現−
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2014/140728_1.htm

"Realization of dynamic thermal emission control"
Nature Materials (2014) doi:10.1038/nmat4043
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4043.html

2 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 19:59:50.52 ID:jrK6M2lQ.net

完全デジタル入力のデジカメができるのか

3 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 20:01:50.71 ID:FPUJZ9eU.net

磁場（電子の流れ）で物体の中に充満しているエネルギー帯を押し出せばいい　ただそれだけの話

4 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 20:37:49.53 ID:GZid/wJM.net

これが噂のベクトル変換か（錯乱）

5 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 20:40:51.41 ID:Ru8KWhIi.net

要するに女が良い一面しか見せなくなるってことか
(錯乱)

6 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 20:46:40.19 ID:svHGOexr.net

フリッカーなくなるってこと？

7 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 20:52:12.55 ID:g15mrWQZ.net

か

8 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 20:59:56.37 ID:dkGXK221.net

財経新聞ソースは禁止
アフィーブログ並みのサイトだぞそこ

9 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 21:35:47.27 ID:zeIscfJk.net

なるほどわからん

10 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 22:13:11.31 ID:fnGguz81.net

赤い彗星の2000倍か(錯乱)

11 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/29(火) 23:16:06.43 ID:PMaPBKi7.net

真空管が復活するのかとおもた。

12 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 00:21:50.99 ID:GE6483hh.net

なんか凄いことに使えそうだな、何か閃きそうだ・・・・・

13 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 00:32:54.25 ID:YO77F3Jd.net

これを応用してマックスウェルの悪魔つくれんかのう

14 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 00:33:16.85 ID:0hg44YER.net

熱から直接電子が取り出せるんじゃね？

15 ：名無しのひみつ：2014/07/30(水) 02:46:11.06 ID:3q4sHYzvM

俺が解るような説明じゃないな�ﾇ

16 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 06:16:55.22 ID:WR0dXY8l.net

それは可能だけど
エネルギー保存の法則と言うことでｗ

17 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 08:29:11.22 ID:7SsPZWAE.net

なんか軍事関係に使えそうだけど、日本の大学はやらないんだよね

18 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 08:55:09.58 ID:rrRjelEL.net

術式に耐えられる魔術師がいるかどうかが問題。

19 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 09:12:39.42 ID:Ps+YADfJ.net

エネルギーギャップを制御したら素子からの熱輻射も変動するのか

20 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 09:22:05.36 ID:JRQQLLfk.net

必要としている波長の赤外線を出すように
素子を設計出来るということかな

21 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 09:51:04.01 ID:u8O8QJV5.net

中赤外のLEDは１０年以上前から市販されてる。
強度変調も1MHzくらいはふつうにかかったはず。

これは「フォトニック結晶」の吸収をON/OFFするだけの話ということでOK?

22 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 09:55:06.97 ID:k/MEAY9T.net

これによってこれまで出来なかったどんなことが出来るようになるのか
誰か教えてくれないか

23 ：名無しのひみつ：2014/07/30(水) 10:34:58.38 ID:qdj9rFNow

人肌の暖かさのオナホができる

24 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 10:36:35.77 ID:u8O8QJV5.net

COとかCO2とかC2OとかNOxとか炭化水素類とか水蒸気（湿度）とかの
ガス分析が迅速・高精度でできる！　　・・・かも

さらに半導体検出器と組み合わせて、ガス分布の３Dイメージングができる！　　・・・かも

超高感度なナイトスコープ（軍事・覗き用途）ができる！　　・・・かも


赤外の光って温かいものならみんな出してるので区別できないんだが、
光源側で高速ON/OFFが随意にできると、その差をとることで
バックグラウンドを打ち消せる。これが利点。

だけどこの話はON/OFFにフォトニック結晶を使うってことだと思うけど、
別に新しくなさそうっぽい。

25 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 10:57:10.42 ID:u8O8QJV5.net

定量に使おうとするとreferenceとるのがめんどくさそうね。
サイドバンドもあるっぽいので別にフィルターを組み合わせなきゃ。
実験室なら干渉計のFT方式で行けるしね。

というわけで当研究室では却下。

26 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 10:58:17.78 ID:TIS7qCxp.net

マクセルの悪魔誕生？

27 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 11:55:07.50 ID:k/MEAY9T.net

>>24
ありがとう
つまり、赤外線の波長の違いをより早く正確に認識することによって
物質の違いや形をより正確に把握できるようになるってことでいいのかな？

28 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 11:59:16.19 ID:sOsfWcdb.net

アスペルガーの犬は電気ウナギの夢を見るかとかなんとかのやつか？

29 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 13:51:46.73 ID:vnCVLgbv.net

コタツをレーザー冷却に切り替えてほしいじゃん

30 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 14:09:43.89 ID:WR0dXY8l.net

冷蔵庫に使われている圧縮ガス、すなわちプラズマは強弱の不安定な要素であり
そのプラズマが銅配管を流れ周囲を（ドップラー）冷却しているありさま
レーザーで冷却する場合、レーザー光を強弱に切り替える必要性があり
それを制御する装置なんぞ、誰も考えていない

31 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 14:10:54.18 ID:FFMwuNP7.net

熱源不感知の光学迷彩にまた一歩近づいたな

32 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 16:11:58.82 ID:TIS7qCxp.net

>>30
日本語でおｋ

33 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 18:03:18.24 ID:TtDHXz6y.net

温度以外で輻射光の波長をコントロールするようなものを熱輻射と呼べるのか？

34 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 18:29:26.96 ID:ToBD4eP7.net

ステルス機涙目ｗ かな？

35 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 18:50:38.22 ID:NJ7XDcoK.net

画像見た感じだとペルチェ素子？　て思ったｗ

36 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/07/30(水) 21:56:56.10 ID:GGjdnD+q.net

つまり、盗撮がはかどるってことでおk？

37 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/01(金) 05:18:59.86 ID:l6tdmA+/.net

前にもフォトニック結晶と輻射熱スペクトル選択の話はあった気がしるな
これとは高速変調できるかどうかだけの違いだったような

38 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/01(金) 05:40:42.21 ID:dJo/+Y7u.net

��熱輻射じゃない赤外線発光�≠ｪ要点なんだから、
「熱輻射」という語を使うのはミスリーディング。
内容的に不正確だし、文章表現としては間違ってる。

39 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/01(金) 07:30:28.37 ID:/8KvGjYx.net

>>38
プレスリリースでも熱輻射と言ってるし元論文でも"thermal emission"と言ってるんだが。

40 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/01(金) 09:27:34.69 ID:qgaqOF4Y.net

＜物体の熱輻射を＞超高速で制御
がおかしいな。

これ光源の変調じゃなくてフィルター（波長選択素子）の開閉の話らしいんで。

41 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/02(土) 12:36:19.32 ID:Wx1mLyym.net

うーん、中身は見てないけど、図を見る限り
キャリア密度を動的に変更できるのかな？

磁性半導体のはバンドギャップが変っていた気がする

42 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/08(金) 01:58:48.62 ID:At0IGPgF.net

えーっと、これだっけかな

【エネルギー】太陽光発電の効率、従来の倍以上に　京大が新技術
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1342507884/1

1 名前：依頼30-148＠白夜φ ★[] 投稿日：2012/07/17(火) 15:51:24.06 ID:???
＜太陽光発電の効率、従来の倍以上に　京大が新技術＞

太陽光発電の能力をいまの２倍以上に高める技術を京都大が開発した。
特殊なフィルターを使い、太陽光の熱を発電用電池が吸収しやすい特定の光に変える。
英科学誌ネイチャー・フォトニクス（電子版）で発表した。

太陽電池で最も普及しているシリコンは、太陽光のエネルギーを電気に変える効率が２０％程度。
どんなにがんばって改良しても３０％ほどが限界とされる。
太陽光にはいろいろな波長の光が混ざっている一方、
シリコンが吸収して電気に変えられる光は特定の波長に偏っているためだ。

京大の野田進教授（電子工学）らは、特定の波長だけを取り出す特殊な「フィルター」のような素材を開発した。
厚さ６．８ナノメートル（ナノは１０億分の１）のガリウムヒ素という半導体の膜を、
アルミニウムガリウムヒ素という半導体の膜ではさんだ。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

▽記事引用元　朝日新聞デジタル　2012年7月15日7時32分配信記事
http://www.asahi.com/science/update/0709/OSK201207090032.html

▽関連リンク
・nature photonics
Conversion of broadband to narrowband thermal emission through energy recycling
http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2012.146.html
・京都大学
物体からの熱輻射スペクトルの大幅な狭帯域化に成功 ―高効率太陽電池応用など、エネルギーの有効利用に向けた重要な一歩を達成―
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2012/120709_1.htm

※ご依頼いただきました。

43 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/08(金) 02:04:46.07 ID:At0IGPgF.net

>>37>>42
教授の名前も同じだから、やっぱこれだな

さらに進んで量子ドット毎に制御できるようになると
フォトニッククリスタルのスケーリングを動的に変更して制御できるようになるかな

そんでそれを高速変調できるようになると位相制御までできるかもね

44 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/08(金) 02:12:55.20 ID:8HG+whzy.net

後の自変調スペクトラムである

45 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2014/08/08(金) 09:50:23.04 ID:6UKP4HzW.net

>>40
当然ヒーター的エネルギー源の稼動停止は電子が満ちるまでに恐ろしく遅延する
だろう。
故にシャッターで熱輻射の遮断と開放で行うべき、
それなら物理的な光のオンオフの上限制御性能の速度まで加速できるはず。
熱源のオンオフでは話しにならない速度だろう。