Researcher basic information

• 博士（工学）, 東京大学, Mar. 2014

• https://researchmap.jp/ryuichi_ohta?lang=en

• https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=202101001014796290
• https://orcid.org/0000-0002-4084-0042

• 90774894

• https://orcid.org/0000-0002-4084-0042

• 202101001014796290

• オプトメカニクス、ナノフォトニクス、光物性、希土類元素、フォトニック結晶、光トラップ

• Nanotechnology/Materials, Optical engineering and photon science
• Natural Science, Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics

• Master's degree program, Graduate School of Information Science and Technology
• Doctoral (PhD) degree program, Graduate School of Information Science and Technology

Research activity information

• Dec. 2025, 日本光学会, 光学論文賞
• Mar. 2020, NTT物性科学基礎研究所, 業績賞
• Mar. 2019, NTT物性科学基礎研究所, 奨励賞
• Oct. 2018, 応用物理学会, 講演奨励賞
• Mar. 2016, NTT物性科学基礎研究所, 優秀論文賞

• Rare-earth Mediated Opto-Electro-Mechanical Device Toward Highly Coherent Photon–Electron–Phonon Hybrid System
  Ryuichi Ohta
  Journal of the Physical Society of Japan, 95, 7, Physical Society of Japan, 15 Jul. 2026, [Peer-reviewed], [Invited], [Lead author, Corresponding author]
  Scientific journal
• Mechanical and acoustic engineering of light-matter interaction in rare-earth materials toward highly coherent photon-electron–phonon hybrid system
  Ryuichi Ohta
  Optical Review, 02 Jun. 2026
  Scientific journal
• Ambient-dependent reversal of unidirectional light scattering by metal–dielectric hybrid plasmonic nanoantenna
  Shuto Watanabe; Ryuichi Ohta; Tsukasa Katayama; Yoshito Y. Tanaka
  APL Photonics, 10, 12, 126114, AIP Publishing, 01 Dec. 2025, [Peer-reviewed], [Corresponding author]
  Scientific journal, Unidirectional light scattering of plasmonic nanoantennas extends toward various nanophotonic applications, such as optical routers, molecular sensors, and light-driven actuators. The controllability of the direction of scattered light is crucial for those applications. So far, the large controllability enabling the reversal of the scattering direction has been achieved by tuning the wavelength and polarization of the incident light. Asymmetric dielectric nanostructures can also induce either unidirectional or bidirectional light scattering. However, such control methods relying on the incident light parameters and previous architecture limit the practical applicability of unidirectional light scattering, especially in sensing applications. Here, we propose and demonstrate a new hybrid architecture to control and reverse the unidirectional light scattering with respect to the ambient conditions through the integration of paired gold plasmonic nanorods and asymmetric dielectric shield. The dielectric shields selectively make certain nanorod less influential to the surrounding refractive index change, which results in the substantial controllability of direction of the scattered light with respect to the surrounding medium. Fourier imaging of the scattered light experimentally reveals the reversal of the scattering direction over a broad wavelength range. Numerical simulations reproduce the spectral response and directional scattering for various surrounding media, demonstrating a wide dynamic range and high sensitivity for the ambient refractive indices. These findings suggest that the nanoantenna can detect local molecular adsorption, leading to a compact and tunable platform for ambient-dependent optical devices with potential applications in nanophotonic sensing, reconfigurable photonics, and environment-adaptive light-driven nanomotors.
• Transfer-printed nanophotonic waveguide on an erbium doped crystal towards hybrid photonic quantum devices
  Taiyu Okajima; Ryuichi Ohta; Takumi Sato; Yuma Tachizaki; Xuejun Xu; Hajime Okamoto; Yasutomo Ota
  JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 64, 3, 01 Mar. 2025, [Peer-reviewed], [Corresponding author]
  English, Scientific journal
• Coherent response of inhomogeneously broadened and spatially localized emitter ensembles in waveguide QED
  L. Ruks; X. Xu; R. Ohta; W. J. Munro; V. M. Bastidas
  Physical Review A, 109, 2, American Physical Society (APS), 09 Feb. 2024, [Peer-reviewed]
  Scientific journal
• Observation of Acoustically Induced Dressed States of Rare-Earth Ions
  Ryuichi Ohta; Grégoire Lelu; Xuejun Xu; Tomohiro Inaba; Kenichi Hitachi; Yoshitaka Taniyasu; Haruki Sanada; Atsushi Ishizawa; Takehiko Tawara; Katsuya Oguri; Hiroshi Yamaguchi; Hajime Okamoto
  Physical Review Letters, 132, 3, American Physical Society (APS), 18 Jan. 2024, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  Scientific journal
• Impedance-matched high-overtone bulk acoustic resonator
  M. Kurosu; D. Hatanaka; R. Ohta; H. Yamaguchi; Y. Taniyasu; H. Okamoto
  Applied Physics Letters, 122, 12, AIP Publishing, 20 Mar. 2023, [Peer-reviewed]
  Scientific journal, We demonstrated a nearly impedance-matched high-overtone bulk acoustic resonator (HBAR) operating at super high frequency ranges using an epitaxial AlN piezoelectric layer directly grown on a conductive SiC cavity substrate with no metal layer insertion. The small impedance mismatch was verified from the variation in the free spectral range (FSR); the experimentally obtained FSR spectra were greatly reproduced using the Mason model. Broadband phonon cavity modes up to the K-band (26.5 GHz) were achieved at an AlN layer thickness of 200 nm. The high figure of merit of f×Q=1.3×1013 Hz at 10 GHz was also obtained. Our nearly impedance-matched high-quality HBAR will enable the development of microwave signal processing devices for 5G and future 6G communication systems, such as low-phase noise oscillators and acoustic filters, as well as research on high-frequency acoustic systems hybridized with electric, optical, and magnetic systems.
• Compression of the Inhomogeneous Broadening of Ensemble Rare-Earth Ions Using a Mechanical Resonance
  Ryuichi Ohta; Takuya Hatomura; Masaya Hiraishi; Victor M. Bastidas; Xuejun Xu; Katsuya Oguri; William J. Munro; Hajime Okamoto
  2022 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR), IEEE, 31 Jul. 2022, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  International conference proceedings
• Rare-Earth-Mediated Optomechanical System in the Reversed Dissipation Regime
  Ryuichi Ohta; Loic Herpin; Victor M. Bastidas; Takehiko Tawara; Hiroshi Yamaguchi; Hajime Okamoto
  PHYSICAL REVIEW LETTERS, 126, 4, Jan. 2021, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  English, Scientific journal
• Noise Reduction of a Mechanical Resonator by Laser Cooling
  Hajime OKAMOTO; Ryuichi OHTA; Hideki GOTOH; Hiroshi YAMAGUCHI
  Vacuum and Surface Science, 63, 10, 536, 541, Surface Science Society Japan, 10 Oct. 2020, [Invited]
  Scientific journal
• Optically probing Schwinger angular momenta in a micromechanical resonator
  Motoki Asano; Ryuichi Ohta; Takuma Aihara; Tai Tsuchizawa; Hajime Okamoto; Hiroshi Yamaguchi
  PHYSICAL REVIEW A, 100, 5, Nov. 2019, [Peer-reviewed]
  English, Scientific journal
• Pulse-width modulated oscillations in a nonlinear resonator under two-tone driving as a means for MEMS sensor readout
  Samer Houri; Ryuichi Ohta; Motoki Asano; Yaroslav M. Blanter; Hiroshi Yamaguchi
  JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 58, Apr. 2019, [Peer-reviewed]
  English, Scientific journal
• Limit cycles and bifurcations in a nonlinear MEMS resonator with a 1:3 internal resonance
  S. Houri; D. Hatanaka; M. Asano; R. Ohta; H. Yamaguchi
  Applied Physics Letters, 114, 10, AIP Publishing, 11 Mar. 2019, [Peer-reviewed]
  Scientific journal, This work investigates the behavior of an AlGaAs/GaAs piezoelectric nonlinear MEMS oscillator exhibiting a 1:3 internal resonance. The device is explored in an open-loop configuration, i.e., as a driven resonator, where depending on the drive conditions we observe energy transfer between the first and third modes, and the emergence of supercritical Hopf limit cycles. We examine the dependence of these bifurcations on the oscillator's frequency and amplitude and reproduce the observed behavior using a system of nonlinearly coupled equations which show interesting scaling behavior.
• Strain-induced exciton decomposition and anisotropic lifetime modulation in a GaAs micromechanical resonator
  Ryuichi Ohta; Hajime Okamoto; Takehiko Tawara; Hideki Gotoh; Hiroshi Yamaguchi
  PHYSICAL REVIEW B, 99, 11, Mar. 2019, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  English, Scientific journal
• An AlGaAs/GaAs Mechanical Mode-Locked Cavity
  Samer Houri; Daiki Hatanaka; Ryuichi Ohta; Motoki Asano; Hiroshi Yamaguchi
  2019 COMPOUND SEMICONDUCTOR WEEK (CSW), 2019, [Peer-reviewed]
  English, International conference proceedings
• Dynamic Control of the Coupling between Dark and Bright Excitons with Vibrational Strain
  Ryuichi Ohta; Hajime Okamoto; Takehiko Tawara; Hideki Gotoh; Hiroshi Yamaguchi
  PHYSICAL REVIEW LETTERS, 120, 26, Jun. 2018, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  English, Scientific journal
• An opto-electro-mechanical system based on evanescently-coupled optical microbottle and electromechanical resonator
  Motoki Asano; Ryuichi Ohta; Takashi Yamamoto; Hajime Okamoto; Hiroshi Yamaguchi
  APPLIED PHYSICS LETTERS, 112, 20, May 2018, [Peer-reviewed]
  English, Scientific journal
• Large vacuum Rabi splitting between a single quantum dot and an H0 photonic crystal nanocavity
  Yasutomo Ota; Daisaku Takamiya; Ryuichi Ohta; Hiroyuki Takagi; Naoto Kumagai; Satoshi Iwamoto; Yasuhiko Arakawa
  APPLIED PHYSICS LETTERS, 112, 9, Feb. 2018, [Peer-reviewed]
  English, Scientific journal
• Raman Spectroscopy of Pharmaceutical Cocrystals in Nanosized Pores of Mesoporous Silica
  Ryuichi Ohta; Yuko Ueno; Katsuhiro Ajito
  ANALYTICAL SCIENCES, 33, 1, 47, 52, Jan. 2017, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  English, Scientific journal
• Feedback control of multiple mechanical modes in coupled micromechanical resonators
  Ryuichi Ohta; Hajime Okamoto; Hiroshi Yamaguchi
  APPLIED PHYSICS LETTERS, 110, 5, Jan. 2017, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  English, Scientific journal
• Cavity-less on-chip optomechanics using excitonic transitions in semiconductor heterostructures
  Hajime Okamoto; Takayuki Watanabe; Ryuichi Ohta; Koji Onomitsu; Hideki Gotoh; Tetsuomi Sogawa; Hiroshi Yamaguchi
  NATURE COMMUNICATIONS, 6, Oct. 2015, [Peer-reviewed]
  English, Scientific journal
• Optically induced strong intermodal coupling in mechanical resonators at room temperature
  R. Ohta; H. Okamoto; R. Hey; K. J. Friedland; H. Yamaguchi
  Applied Physics Letters, 107, 9, AIP Publishing, 31 Aug. 2015, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  Scientific journal, Strong parametric mode coupling in mechanical resonators is demonstrated at room temperature by using the photothermal effect in thin membrane structures. Thanks to the large stress modulation by laser irradiation, the coupling rate of the mechanical modes, defined as half of the mode splitting, reaches 2.94 kHz, which is an order of magnitude larger than electrically induced mode coupling. This large coupling rate exceeds the damping rates of the mechanical resonators and results in the strong coupling regime, which is a signature of coherent mode interaction. Room-temperature coherent mode coupling will enable us to manipulate mechanical motion at practical operation temperatures and provides a wide variety of applications of integrated mechanical systems.
• Vacuum Rabi Spectra of a Single Quantum Emitter
  Yasutomo Ota; Ryuichi Ohta; Naoto Kumagai; Satoshi Iwamoto; Yasuhiko Arakawa
  PHYSICAL REVIEW LETTERS, 114, 14, Apr. 2015, [Peer-reviewed]
  English, Scientific journal
• Ultralow mode-volume photonic crystal nanobeam cavities for high-efficiency coupling to individual carbon nanotube emitters
  R. Miura; S. Imamura; R. Ohta; A. Ishii; X. Liu; T. Shimada; S. Iwamoto; Y. Arakawa; Y. K. Kato
  Nature Communications, 5, 1, Springer Science and Business Media LLC, 25 Nov. 2014, [Peer-reviewed]
  Scientific journal, Abstract
  
  The unique emission properties of single-walled carbon nanotubes are attractive for achieving increased functionality in integrated photonics. In addition to being room-temperature telecom-band emitters that can be directly grown on silicon, they are ideal for coupling to nanoscale photonic structures. Here we report on high-efficiency coupling of individual air-suspended carbon nanotubes to silicon photonic crystal nanobeam cavities. Photoluminescence images of dielectric- and air-mode cavities reflect their distinctly different mode profiles and show that fields in the air are important for coupling. We find that the air-mode cavities couple more efficiently, and estimated spontaneous emission coupling factors reach a value as high as 0.85. Our results demonstrate advantages of ultralow mode-volumes in air-mode cavities for coupling to low-dimensional nanoscale emitters.
• Electro-Mechanical Q Factor Control of Photonic Crystal Nanobeam Cavity
  Ryuichi Ohta; Yasutomo Ota; Hiroyuki Takagi; Naoto Kumagai; Katsuaki Tanabe; Satomi Ishida; Satoshi Iwamoto; Yasuhiko Arakawa
  JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 52, 4, Apr. 2013, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  English, Scientific journal
• High guided mode-cavity mode coupling for an efficient extraction of spontaneous emission of a single quantum dot embedded in a photonic crystal nanobeam cavity
  Alexandre Enderlin; Yasutomo Ota; Ryuichi Ohta; Naoto Kumagai; Satomi Ishida; Satoshi Iwamoto; Yasuhiko Arakawa
  PHYSICAL REVIEW B, 86, 7, Aug. 2012, [Peer-reviewed]
  English, Scientific journal
• Strong coupling between a photonic crystal nanobeam cavity and a single quantum dot
  Ryuichi Ohta; Yasutomo Ota; Masahiro Nomura; Naoto Kumagai; Satomi Ishida; Satoshi Iwamoto; Yasuhiko Arakawa
  APPLIED PHYSICS LETTERS, 98, 17, Apr. 2011, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
  English, Scientific journal
• Optimal mixture of randomly dispersed quantum dots for optical excitation transfer via optical near-field interactions
  Makoto Naruse; Tadashi Kawazoe; Ryuichi Ohta; Wataru Nomura; Motoichi Ohtsu
  PHYSICAL REVIEW B, 80, 12, Sep. 2009, [Peer-reviewed]
  English, Scientific journal

• Strain engineering of the excited states of Er³⁺:Y₂SiO₅ using a mechanical resonator
  Ohta Ryuichi; Bastidas Victor; Tawara Takehiko; Yamaguchi Hiroshi; Okamoto Hajime, JSAP Annual Meetings Extended Abstracts, 2020.2, 1869, 1869, 26 Aug. 2020
  The Japan Society of Applied Physics, Japanese
• Mechanical modulation of the bound exciton lifetime in a GaAs resonator
  Ohta Ryuichi; Okamoto Hajime; Tawara Takehiko; Gotoh Hideki; Yamaguchi Hiroshi, JSAP Annual Meetings Extended Abstracts, 2019.1, 2843, 2843, 25 Feb. 2019
  The Japan Society of Applied Physics, Japanese
• Radiative lifetime of bound excitons in GaAs with vibrational strain
  Ohta Ryuichi; Okamoto Hajime; Tawara Takehiko; Gotoh Hideki; Yamaguchi Hiroshi, JSAP Annual Meetings Extended Abstracts, 2018.2, 2971, 2971, 05 Sep. 2018
  The Japan Society of Applied Physics, Japanese
• Fabrication and characterization of a GaAs optical disk-mechanical beam hybrid structure
  Asano Motoki; Ohta Ryuichi; Okamoto Hajime; Tawara Takehiko; Gotoh Hideki; Yamaguchi Hiroshi, JSAP Annual Meetings Extended Abstracts, 2017.2, 3006, 3006, 25 Aug. 2017
  The Japan Society of Applied Physics, Japanese
• Strain-induced coupling of dark and bright states in bound excitons
  Ohta Ryuichi; Okamoto Hajime; Tawara Takehiko; Gotoh Hideki; Yamaguchi Hiroshi, JSAP Annual Meetings Extended Abstracts, 2017.2, 3005, 3005, 25 Aug. 2017
  The Japan Society of Applied Physics, Japanese

• 多重極子プラズモン共鳴を用いた指向性光散乱の方向制御
  田口大河; 渡邊柊人; 太田竜一; 田中嘉人
  第73回応用物理学会春季学術講演会, 16 Mar. 2026
• ナノ光共振器を用いた固体物質のレーザー冷却
  太田竜一
  第73回応用物理学会春季学術講演会, 16 Mar. 2026
• Photon-Electron-Phonon Interactions in Rare-Earth-Doped Crystals TowardHighly Coherent Hybrid Quantum Systems and Solid-State laser Cooling
  Ryuichi Ohta
  2nd Japan-Germany Workshop, Correlated and Topological Quantum Materials, 04 Mar. 2026
  [Invited]
• Rare-earth and glass-fiber optomechanics at telecommunication wavelengths
  Hajime Okamoto; Ryuichi Ohta; Motoki Asano
  Gordon Research Conference, Mechanical Systems in the Quantum Regime, 20 Jan. 2026
  [Invited]
• 希土類発光体における光ー電子ー機械結合系の開拓とオンチップ量子光素子への展望
  太田竜一
  Optics & Photonics Japan 2025, 10 Dec. 2025
  [Invited]
• 希土類材料における光と電子と弾性振動の相互作用制御と量子光素子への応用
  太田竜一
  第10回応用物理学会フォトニクスワークショップ, 28 Nov. 2025
  [Invited]
• 微小機械構造を用いた長寿命な発光集合体の制御-励起準位の不均一広がりの圧搾-
  太田竜一; 鳩村拓也; 平石真也; Victor M; Bastidas; 徐学俊; 俵毅彦; William J. Munro; 山口浩司; 岡本創
  日本物理学会学術講演会, Sep. 2023
  [Invited]
• Observation of the multiple acoustic phonon sidebands in erbium ions
  R. Ohta; L. Gregoire; X. Xu; T. Inaba; K. Hitachi; Y. Taniyasu; H. Sanada; A. Ishizawa; T. Tawara; K. Oguri; H. Yamaguchi; H. Okamoto
  Optics and Photonics International Congress, Apr. 2023
  [Invited]
• Mechanical engineering of light-matter interaction in solid-state two-level systems
  R. Ohta
  International Workshop for Young Researcher on the Future of Quantum Science and Technology, Jun. 2020
  [Invited]
• Mechanical control of localized excitons: strain-induced coupling of dark and bright states and mechanical control of exciton lifetime
  R. Ohta; H. Okamoto; T. Tawara; H. Gotoh; H. Yamaguchi
  Canada-Japan Workshop on Hybrid Quantum Systems, Jun. 2019
  [Invited]
• Mechanical control of bound excitons: strain-induced coupling of dark and bright states
  R. Ohta; H. Okamoto; T. Tawara; H. Gotoh; H. Yamaguchi
  Frontiers of Nanomechanical Systems, Feb. 2019
  [Invited]
• GaAsオンチップオプトメカニクス
  太田竜一; 岡本創; 山口浩司
  応用物理学会秋季学術講演会, Sep. 2016
  [Invited]

• ナノフォトニクス特論, 2024年, 修士課程, 情報科学院
• 応用電気回路, 2024年, 学士課程, 工学部

• 日本光学会
• 応用物理学会

• 光-電子-フォノン変換の人工制御に基づく固体材料の革新的レーザー冷却
  科学研究費助成事業
  Apr. 2026 - Mar. 2029
  太田 竜一
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 26K01410
• フォクソニック量子物質が拓くマクロな固体材料のレーザー冷却
  さきがけ「量子物質」領域
  Oct. 2025 - Mar. 2029
  戦略的創造研究推進事業, 北海道大学, Principal investigator, 25143126
• ナノ光共振器を用いた固体材料のレーザー冷却の開発
  研究助成(自然科学)
  Jul. 2025 - Jun. 2027
  公益財団法人 村田学術振興・教育財団, Principal investigator
• 光の吸収放射サイクルとマクロ構造体の光学浮上に基づく固体材料のレーザー冷却
  科学研究費助成事業
  27 Jun. 2025 - 31 Mar. 2027
  太田 竜一
  日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 25K22225
• レーザー冷却を用いたマクロな固体材料の遠隔熱制御技術の開発
  研究助成(基礎研究)
  Apr. 2025 - Mar. 2027
  公益財団法人 東電記念財団, 北海道大学, Principal investigator
• ナノ光共振器の光学浮上が拓く固体材料のレーザー冷却
  自然科学研究助成
  Oct. 2025 - Sep. 2026
  公益財団法人 三菱財団, 北海道大学, Principal investigator
• 高効率量子光メモリの創発へ向けた希土類イオン励起電子と機械振動の結合系の研究
  科学研究費助成事業
  01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026
  太田 竜一; 岡本 創; 俵 毅彦; 徐 学俊
  本研究はコヒーレンス時間が長く通信波長帯の光と共鳴するエルビウム(Er)励起電子と電子を内包する結晶に励起された機械振動の強結合状態の実現を目的としている。
  初年度は、機械振動の空間的な閉じ込めを可能とする表面弾性波共振器をEr添加結晶上に作製することでEr励起電子と振動の相互作用を高め、両者のコヒーレントなエネルギー変換を達成した。また、実験結果の解析から弾性波歪の集中する素子表面付近ではErの光共鳴が強く変調されていることを明らかとし、素子表面付近のErへ選択的に光励起を行うことでEr励起電子と振動の相互作用が飛躍的に高まることを見出した。本成果はEr励起電子と機械振動の強結合状態へ向けた一歩と位置付けられる。
  次にErに共鳴する光を素子表面へ効率よく伝搬させるSi光導波路とグレーティング構造をEr添加結晶上へ作製した。光導波路からの光染み出しを利用した素子表面付近のErへの選択的な光励起と発光検出に成功した。作製した光導波路の透過率は約6%であり、十分な信号強度を得るには今後透過率の改善が求められる。
  Er励起電子と機械振動の強結合にはEr励起電子のコヒーレンス時間が重要であり、長いコヒーレンス時間を実現するには素子の温度を2 K以下まで下げ、4 Tを超える強い外部磁場を印加する必要がある。本年度は素子温度1.6 K、磁場強度9 Tまで到達できる冷凍機を用いた評価システムを立ち上げ、上記エネルギー変換の再現を行うとともにEr励起電子の共鳴周波数の磁場依存性などの評価を行った。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 23K25809
• On-chip nuclear spin qubit platform based on individual erbium-167 ions in silicon photonic nanocavities for quantum repeaters
  Grants-in-Aid for Scientific Research
  01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026
  Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), NTT Basic Research Laboratories, 23H01887
• 微小球光キャビティとナノワイヤ振動子による巨視的フォノン量子もつれ状態の生成
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024
  岡本 創; 浅野 元紀; 章 国強; 太田 竜一
  本研究は、従来必要とされていたresolved sideband条件や振動子への電気/光配線が不要な新しい量子もつれ生成手法を提案・実証することを目的としている。アプローチとしては、球状シリカからなるWhispering-Gallery型の光キャビティと、２つの半導体ナノワイヤ振動子の近接場結合系を用いる。当該系における光機械結合の大きさは光キャビティとナノワイヤ振動子間の近接間隔に依存するため、振動子とキャビティの間隔を自在に制御できる系の構築が必要である。初年度（2021年度）は、真空チェンバ内で圧電ポジショナを用いてこれを電気的に調節することが可能な系の構築に加え、量子極限を超えたナノワイヤ振動子の変位検出感度の獲得に必要となる10 の7乗を上回る高いQ値を有する光キャビティの作製に成功した。また、新たに導入したレーザー光源を用いることにより、ナノワイヤの振動検出と制御を独立して行えるポンプ・プローブ測定系の構築を完了した。半導体ナノワイヤの振動特性評価についても検討を進め、両端を固定した架橋ナノワイヤ振動子においては、外場を用いることにより直交する２つの振動モードの周波数を個別に制御することが可能であることを示した（Phys. Rev. Appl.誌掲載）。次年度以降は、室温環境における２つのナノワイヤ振動子の近接場結合と、近接間隔の変調制御による古典的スクイーズド状態の生成を図る。また、希釈冷凍機を用いた極低温測 定環境を構築し、ナノワイヤの振動モードを占有する平均熱励起フォノン数を単数以下に下げる取り組みを行う。上記により、２つのナノワイヤ振動子の非古典領域でのエンタングルメントと巨視的量子フォノン系の実現をめざす。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 21H01023
• 固体ナノ共振器中の光電子相互作用のNEMS制御と量子情報素子への応用
  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
  2012 - 2013
  太田 竜一
  本研究では固体中における光と物質の量子力学相互作用を制御するため高Q値フォトニック結晶(PhC)共振器の共振Q値制御を目的にしている。これまでにPhC共振器とマイクロ・ナノメカニカル機構(MEMS/NEMS)を組み合わせることでQ値3,500から14,000という広範囲なQ値制御に成功している。本手法ではこれまで問題視されてきた熱と余剰キャリアの生成を抑えることが可能であり、既存のレーザーを用いた制御手法に比べ広範囲な領域にわたるQ値制御が可能であると考えられる。しかし、PhC共振器と導波路の結合を利用する本手法では、Q値制御の際に共振波長の変化が生じる問題であった。本年度は結合モード方程式に基づく数値解析を行うことでQ値制御の際に生じる波長変化の原因を明らかにした。結合モード方程式による結果と数値解析による結果との良い一致から、共振器モードの波長変化が共振器モードと導波路モードとの結合によって生じていることを特定した。また導波路構造にPhC導波路を用いて導波路モード分散を変化させることにより、波長変化の生じないQ値制御が可能であることを明らかにした。PhC導波路において導波路分散を最適化することによって、共振器と導波路の間隔を100nmから200nmに変化する際に波長変化量を0.1pm以下に低減できることを示した。本研究成果はQ値制御PhC共振器の制御性を拡張することが可能であり、光電子相互作用の自在な制御へ向けた基盤技術の一つと位置づけられる。
  日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 東京大学, 12J08484

• 発光素子
  Patent right, 太田 竜一; 徐 学俊; 稲葉 智宏; 眞田 治樹; 岡本 創, NTT株式会社
  JP2022028590, 25 Jul. 2022
  特許第7736199号
  202503016485712406
• 固体量子メモリ
  Patent right, 太田 竜一; 俵 毅彦; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  JP2020009939, 09 Mar. 2020
  特許第7351404号
  202303015467808080
• ランダムビット列生成装置
  Patent right, 浅野 元紀; 太田 竜一; 相原 卓磨; 土澤 泰; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  特願2019-040236, 06 Mar. 2019
  特開2020-144568, 10 Sep. 2020
  特許第7140002号
  202203005980233855
• 変位計測方法および装置
  Patent right, 浅野 元紀; 太田 竜一; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  特願2017-244762, 21 Dec. 2017
  特開2019-113328, 11 Jul. 2019
  特許第6867280号
  202103005402052247
• 固体量子メモリ
  Patent right, 太田 竜一; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  特願2017-147539, 31 Jul. 2017
  特開2019-029511, 21 Feb. 2019
  特許第6813453号
  202103003178493086
• ランダムビット列生成装置
  Patent right, 浅野 元紀; 太田 竜一; 相原 卓磨; 土澤 泰; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  特願2019-040236, 06 Mar. 2019
  特開2020-144568, 10 Sep. 2020
  202003019765237625
• 機械振動子のフィードバック制御方法および制御装置
  Patent right, 太田 竜一; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  特願2016-136588, 11 Jul. 2016
  特開2018-011099, 18 Jan. 2018
  特許第6585556号
  201903005000069331
• 変位計測方法および装置
  Patent right, 浅野 元紀; 太田 竜一; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  特願2017-244762, 21 Dec. 2017
  特開2019-113328, 11 Jul. 2019
  201903005731750925
• 固体量子メモリ
  Patent right, 太田 竜一; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  特願2017-147539, 31 Jul. 2017
  特開2019-029511, 21 Feb. 2019
  201903000650753499
• 微細構造体の作製方法および装置
  Patent right, 山口 浩司; 畑中 大樹; 太田 竜一; 米谷 玲皇; 前田 悦男; 関根 瑞恵, 日本電信電話株式会社, 国立大学法人 東京大学
  特願2016-147155, 27 Jul. 2016
  特開2018-016838, 01 Feb. 2018
  201803015683097201
• 機械振動子のフィードバック制御方法および制御装置
  Patent right, 太田 竜一; 岡本 創; 山口 浩司, 日本電信電話株式会社
  特願2016-136588, 11 Jul. 2016
  特開2018-011099, 18 Jan. 2018
  201803017169691059
• 太陽電池
  Patent right, 大津 元一; 川添 忠; 太田 竜一, 国立大学法人 東京大学
  特願2009-037100, 19 Feb. 2009
  特開2010-034499, 12 Feb. 2010
  特許第5177682号
  201303089912706426
• 太陽電池
  Patent right, 大津 元一; 川添 忠; 太田 竜一, 国立大学法人 東京大学
  特願2009-037100, 19 Feb. 2009
  特開2010-034499, 12 Feb. 2010
  201003051578013369
• 太陽電池用の波長変換素子、太陽電池モジュール
  Patent right, 大津 元一; 川添 忠; 太田 竜一, 国立大学法人 東京大学
  特願2009-037099, 19 Feb. 2009
  特開2009-223309, 01 Oct. 2009
  200903010018501156