東北大学
学際科学フロンティア研究所

強さ、波長、偏光など光はいろいろな情報を有しています。光の電場の方向が進行方向に対して回転して進んでいく光を円偏光といい、また電場強度分布がドーナツ形状で強度が光軸上でゼロになり、強度分布が回転しながら進行していく光を光渦といいます。円偏光、光渦はそれぞれスピン角運動量、軌道角運動量を持っていると考えられています。このような光の角運動量を効率的に利用することで物質中の角運動量を制御できるのではないかと考えられます。光と物質、特に金属との角運動量を介した相互作用の理解をすることを目的としています。電子のスピン角運動量が担う磁性はハードディスクドライブといった磁気記録として近年の情報化社会に貢献しています。光の角運動量を効率的に用いることによって低エネルギーな光による磁性制御を目指します。また物質の構造や表面形状を変えることでも光と物質の角運動量を介した相互作用を操作することができます。その例としてらせん構造を有するカイラルメタマテリアルや金属のナノ構造で構成されるプラズモニックメタ表面が挙げられます。これらの構造を活用することによって角運動量を用いた効率的な光―物質間相互作用の実現を目指します。