光スイッチング材料に関しては、全光化された大容量高速伝送化に対応した次世代光スイッチング素子材料及びデバイス化基本構造の開発を目的としており、対象とする光の波長は可視光領域の光通信波長あるいはその２次高調波を想定し、スイッチング速度は、光制御のピコ秒光スイッチングを目指 します。金属ナノ粒子が絶縁体中に分散した材料は、可視光領域において、大きな非線形感受率と、ピコ秒レベルの応答性を有している材料であるが、ナノ構造制御による動作波長の調整、低消費電力化、ナノ粒子の相安定性等を初め、ナノ構造空間制御技術の研究開発を行 います。計画前半は、上記波長に対応する非線形光学材料並びに素子化構造の探索、光学的設計を行い、さらにリソグラフィ等との複合化技術を開発し、素子材料及び素子化への空間構造制御を検討 します。後半は、素子構造の開発及びピコ秒パルストレインによる全光スイッチング動作の実証試験を行います。

 極限粒子場、すなわち大電流イオンとフォトンの重畳場、における材料損傷は、原子のはじき出し変位損傷のみならず、電子励起による直接的損傷あるいは、電子系から原子系へのエネルギー移動による非平衡過程が重要となり、核融合炉第一壁あるいはプラズマ診断等で用いられる電子機能材料やセラミックス構造材料等においては、重要な材料過程と なります。当研で開発された極限粒子場形成技術、及びその場計測評価技術を活用・高度化して原子力用電子機能材料等に適用し、フォトンの変数を独立に変化させ、かつ電子遷移過程をその場計測することにより、極限粒子場における材料の非平衡過程を、電子系及び原子系に亘り総合的に評価して、極限粒子場下の非平衡過程における照射損傷機構の解明、あるいは耐照射損傷性の向上に関する基盤研究を行 います。

 準安定原子線を用いたスピン偏極計測技術をさらに発展させ空間分解能を付与する開発研究を行うとともに、物質最表面の磁性や吸着層のスピン偏極等、物質表面研究への新たな展開を図 ります。励起粒子線に適した光学系を新たに開発し、ビームを平行化して強度を確保するとともにビームの微細化を図 ります。最表面のみならず表面下層のスピン状態も含めて総合的に表面近傍のスピン状態を解析する技術を開発し、表面構造や表面吸着分子が表面電子のスピン偏極に及ぼす影響を系統的に明らかに します。また、電子、光、X線など従来のリソグラフィー限界を乗り越え得る低速準安定原子線露光によって生じる最表面の基礎的現象を明らかにし、次世代リソグラフィー法の確立を目指 します。自己組織化単分子膜などの極薄レジストの露光による加工の評価を行うとともにレジスト損傷過程に関する知見を得ます。さらに、準安定原子線によるイオンの放出現象に関する利用技術の確立を目指す。極めて量が少ない脱離イオン等の比電荷を高感度で計測する研究を行い、従来不可能であった最表面外側の吸着粒子のみを選択的に計測 します。