太田　泰友 （オオタ　ヤストモ）

Ota, Yasutomo

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 物理情報工学科 （矢上）

職名

准教授

外部リンク
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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2010年04月
    -
    2011年03月

    日本学術振興会

  • 2011年04月
    -
    2015年03月

    東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構

  • 2015年04月
    -
    2022年03月

    東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構

  • 2018年10月
    -
    2022年03月

    科学技術振興機構

  • 2021年04月
    -
    2022年03月

    慶應義塾大学理工学メディアセンター協議会委員

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2002年04月
    -
    2006年03月

    大阪府立大学

    大学, 卒業

  • 2006年04月
    -
    2008年03月

    東京大学

    大学院, 修了, 修士

  • 2008年04月
    -
    2011年03月

    東京大学

    大学院, 修了, 博士後期

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士（工学）, 東京大学, 課程, 2011年03月

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • ナノテク・材料 / 光工学、光量子科学

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • 半導体量子構造

    平川一彦、太田泰友, 光と物質の量子相互作用ハンドブック 第 4 章 第 3 編 pp. 346-357, 2023年03月

  • Hybrid Integration of Quantum-Dot Non-classical Light Sources on Si

    Ryota Katsumi, Yasutomo Ota, Satoshi Iwamoto, and Yasuhiko Arakawa, Progress in Nanophotonics 7, Chapter4, pp. 93-121, 2022年11月

  • 転写プリント法によるナノ光素子のシリコン上ハイブリッド集積

    太田 泰友, 岩本 敏, 荒川 泰彦, レーザー研究 48(10) 545 - 549, 2020年10月

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • Experimental realization of wide-mode-area slow light modes in valley photonic crystal heterostructure waveguides

    Zhang C., Lu G., Pholsen N., Ota Y., Iwamoto S.

    Optical Materials Express 15 （ 10 ） 2447 - 2459 2025年10月

    共著

    　概要を見る

    We experimentally realized wide-mode-area slow-light modes in valley photonic crystals (VPhCs) heterostructure waveguides. The waveguides are fabricated on a silicon slab by inserting gapless photonic graphene layers with varying widths and modifying the unit cell spacing near the domain walls. By reducing the spacing between unit cells at the domain boundaries, slow-light guided modes are achieved in VPhCs heterostructure waveguides. The presence of wide-mode-area modes is verified by observing the radiation in the light propagation of leaky guided modes above the light line. To characterize guided modes below the light line, we introduce air-slot terminations to induce out-of-plane scattering and measure intensity profiles. The results show that the mode widths are tunable for both fast-light and slow-light modes in VPhCs heterostructure waveguides by adjusting the number of photonic graphene layers. The ability to support wide-mode-area slow-light modes in VPhC heterostructures offers promising opportunities for the development of high-power, on-chip photonic integrated devices.

  • Space-Time Optical Hopfion Crystals

    Lin W., Mata-Cervera N., Ota Y., Shen Y., Iwamoto S.

    Physical Review Letters 135 （ 8 ）  2025年08月

    共著

    　概要を見る

    Hopfions-higher-dimensional topological quasiparticles with sophisticated 3D knotted spin textures discovered in condensed matter and photonic systems-show promise in high-density data storage and transfer. Here, we present crystalline structures of hopfions lying in space-time constructed by spatiotemporally structured light. Practical methodologies using bichromatic structured light beams or dipole arrays to assemble 1D and higher dimensional hopfion lattices are proposed, and a technique for tailoring topological orders is elucidated. Optical hopfion crystals constitute a new platform for high-dimensional topological information transfer.

  • Slow light waveguides based on bound states in the continuum

    Tanimura Y., Ishii Y., Takata K., Uemura T., Notomi M., Iwamoto S., Ota Y.

    Optics Letters 50 （ 6 ） 2013 - 2016 2025年03月

    共著,  ISSN  01469592

    　概要を見る

    The concept of bound states in the continuum (BIC) has been advancing light confinement technology in leaky environments. In this Letter, we propose and numerically demonstrate a slow light waveguide based on a BIC mode. We considered a waveguide with a polymer core loaded on a plane slab, which supports a leaky guided mode coupled to the radiation continuum in the slab. We found that periodic modulation of the polymer core along the propagation direction can result in a high group index mode with a low propagation loss due to BIC confinement. The introduction of one-dimensional photonic crystals into the BIC waveguides will largely expand its functionality and applications in integrated photonics.

  • Quantum-dot single-photon source based on a two-dimensional photonic crystal nanocavity transfer-printed on a Si wire waveguide

    A Fujita, N Pholsen, S Ji, T Kamei, M Okano, M Kakuda, S Iwamoto, ...

    Journal of Applied Physics 138 (10) 138 （ 10 ）  2025年

    共著,  ISSN  00218979

    　概要を見る

    We report a quantum-dot single-photon source (QD SPS) with a two-dimensional photonic crystal (2D PhC) nanocavity hybrid-integrated on a low-loss hydrogenated amorphous silicon waveguide via transfer printing. The large bandgap effect of the 2D PhC supports efficient coupling of QD radiation into the cavity. We suppressed unwanted cavity loss due to polarization conversion in the on-glass 2D PhC by loading an additional glass thin film on top of the structure, leading to low-loss evanescent coupling from the cavity to the underlying waveguide. We observed single-photon generation from a QD in the cavity and its propagation in the waveguide by low-temperature photoluminescence measurements.

  • Slow light waveguides based on bound states<? pag\break?> in the continuum

    Y Tanimura, Y Ishii, K Takata, T Uemura, M Notomi, S Iwamoto, Y Ota

    Optics Letters 50 (6), 2013-2016 2025年

    共著

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • Telecom ‐ Band Quantum Dots Compatible with Silicon Photonics for Photonic Quantum Applications

    R. Katsumi, Y. Ota, and M. Benyoucef

    Advanced Quantum Technologies  2024年02月

    共著

  • 半導体量子構造

    平川一彦、太田泰友

    光と物質の量子相互作用ハンドブック 第 4 章 （ 第 3 編 ） 346 - 357 2023年03月

    共著

  • エレファントカプラを用いた光スキルミオン結晶ビーム生成素子

    LIN W., 吉田知也, 渥美裕樹, 榊原陽一, 雨宮智宏, 太田泰友, 岩本敏

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM) 84th 2023年

    ISSN  2758-4704

  • ナノフォトニクスに基づく光スキルミオンビームの生成

    LIN Wenbo, 太田泰友, 岩本敏

    フォトニクスニュース(Web) 8 （ 3 ）  2023年

    ISSN  2189-6496

  • Hybrid Integration of Quantum-Dot Non-classical Light Sources on Si

    Ryota Katsumi, Yasutomo Ota, Satoshi Iwamoto, and Yasuhiko Arakawa

    Progress in Nanophotonics 7  （ Chapter4 ） 93 - 121 2022年11月

    共著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • Design of a defect-based photonic crystal nanobeam cavity robustly coupled to an underlying SiN waveguide

    Natthajuks Pholsen, Yasutomo Ota, Ryota Katsumi, Yasuhiko Arakawa, Satoshi Iwamoto

    第68回応用物理学会春季学術講演会, 

    2021年03月
    , 

    口頭発表（一般）

  • 絶縁体上サブミクロン厚み単結晶磁気光学ガーネット薄膜基板の作製

    太田 泰友

    第68回応用物理学会春季学術講演会, 

    2021年03月
    , 

    ポスター発表

  • ファイバーピグテール付きSi導波路上への量子ドット-ナノ共振器結合系の転写プリント集積

    勝見 亮太, 太田 泰友, 田尻 武義, 岩本 敏, 秋山 英文, Reithmaier J. P, Benyoucef M, 荒川 泰彦

    第68回応用物理学会春季学術講演会, 

    2021年03月
    , 

    口頭発表（一般）

  • 光ハイブリッド集積技術を活用した量子光源

    太田泰友

    量子情報工学研究会, 

    2020年12月
    , 

    口頭発表（招待・特別）

  • 転写プリント法による最小光源の光ハイブリッド集積

    太田泰友, 岩本敏, 荒川泰彦

    電子情報通信学会, 

    2020年09月
    , 

    口頭発表（招待・特別）

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 超均質非周期人工構造の設計によるメソスケール高機能材料の実現

    2025年04月
    -
    2028年03月

    科学研究費助成事業, 竹森 那由多, 山本 勝宏, 太田 泰友, 学術変革領域研究(B), 未設定

    　研究概要を見る

    本研究は、2次元フォトニック材料および3次元ソフトマテリアルにおけるメソスケール非周期構造の設計・合成を行い、ハイパーユニフォーミティをスカラー場に拡張した手法に基づく定量評価により光学・力学特性を最大化する構造を創出する。得られた成果は、光素子や強靭なゴム材料など新素材の開発に貢献する。

  • 可視域における巨大な磁気光学効果を活用した非相反二次元フォトニック結晶の研究

    2025年04月
    -
    2028年03月

    科学研究費助成事業, 太田 泰友, 基盤研究(B), 未設定

    　研究概要を見る

    本研究では、可視域において大きな磁気光学効果を示す磁性ガーネット材料を微細加工し、フォトニック結晶構造を作製する。フォトニック結晶の光共振作用を活用し、磁気光学効果を一層高めることで、大きな非相反性を示す微小光学素子を実現する。この磁気フォトニック結晶は、小型光アイソレーターや非相反トポロジカルフォトニクスへ応用が可能であると期待される。

  • 光集積回路を実現するナノグラニュラー磁気光学材料の開発

    2024年04月
    -
    2027年03月

    科学研究費助成事業, 小林 伸聖, 池田 賢司, 直江 正幸, 増本 博, 薮上 信, 岩本 敏, 太田 泰友, 基盤研究(A), 未設定

    　研究概要を見る

    高周波化におけるノイズや高密度化に伴う発熱等の問題により、電気回路の集積化に限界が見えつつある。これに対し、電気を光に置き換えた光集積回路が実現すれば、集積化への問題は解消され得る。本研究では、大きなファラデー効果を示すナノグラニュラー薄膜に着目し、その構造因子と材料特性の関係を明らかにすると共に、構造因子の制御法を確立することによって、光集積回路を実現するための磁気光学材料の開発を目指す。

  • イプシロンニアゼロ材料における非線形磁気光学

    2022年06月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 太田 泰友, 挑戦的研究（萌芽）, 補助金,  研究代表者

    　研究概要を見る

    本研究では、誘電率εがゼロ近傍に制御可能なEpsilon Near Zero材料を舞台に、磁気光学効果そのもの非線形応答の探求を行う。さらに、この新しい非線形磁気光学効果についてトポロジカルフォトニクスへの応用を検討し、新奇磁気光学デバイス創出に挑戦する。本研究は、 ともすればマイナーと見られていた非線形磁気光学効果を、デバイス技術へも応用可能なメジャーな効果へと変革し、非線形磁気光学の分野に新しい方向性をもたらすものである。
    本研究は、イプシロンニアゼロ（ENZ）特性を示す酸化インジウムスズ（ITO）を舞台に、磁気光学（MO）効果の非線形光学応答の観測とその応用を検討するものである。初年度は、ガラス基板上への高品質ITOの成膜を試みるとともに、作製したITO薄膜に対する光学評価を行った。また、MO-ENZ材料を取り込んだ光学素子の設計にも取り組んだ。ITOの成膜では、スパッタターゲットの工夫やスパッタ条件の精密制御を通じて高品質化を図った。作製した薄膜はエリプソメーター等で評価し、その誘電率などを解析した。まず、ITO中の酸素濃度を変化させることでENZ波長の制御を試みた。結果、目標とする近赤外領域においてENZ特性を示すITO薄膜の形成に成功した。特に、高温での成膜条件を見出すことで、先行研究と比べてENZ波長における光学損失が小さなITO膜を形成することが可能となった。次に、同薄膜に対するMO分光を進めた。可視から近赤外域において、透過反射分光を行いガラス基板の影響を差し引くことでITO薄膜のMO応答を調べた。結果、近赤外域においてFaraday回転およびKerr回転ピークをENZ波長近傍で観測することに成功した。酸素濃度を変化させた試料においては、MO応答のピーク波長がシフトを示し、ENZ効果によって増強されていることが確認された。光学デバイスの設計では、ENZ材料をクラッドとしたフォトニック結晶構造の解析に取り組んだ。有限要素法をベースとしてヘルムホルツ方程式を解析しバンド構造などの基礎的な光学応答を調べた。
    実験に用いる高品質ENZ-ITO薄膜の成膜に成功し、光学設計も順調に進んでいる一方で、超短パルスレーザーが故障し非線形分光の実験を中断せざるを得なかった。これらの状況を鑑みて、概ね順調に進展していると判断した。
    今後は製膜したENZ-ITO薄膜に対する解析を進めその一層の高品質化に取り組むとともに、故障した超短パルスレーザーの修理ができしだい非線形分光実験に取り組みたいと考えている。並行して光学設計を進め、新奇MO素子に関する検討を行う。

  • 半導体フォトニック結晶を用いた非線形トポロジカルナノフォトニクスの開拓

    2022年04月
    -
    2026年03月

    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 岩本 敏, 太田 泰友, 太田 泰友, 基盤研究(A), 未設定

    　研究概要を見る

    トポロジカルナノフォトニクスを線形光学の枠を超えて非線形光学領域へと展開する。具体的には、半導体バレーフォトニック結晶で実現されるトポロジカルスローライト導波路の低分散化を図り高効率な四光波混合を誘起することにより、構造揺らぎなどがあっても高い効率を示すパラメトリック増幅や高い量子相関を示す量子もつれ光子対生成の実現を目指す。さらに、バレーフォトニック結晶を積層することで発現する新たな光局在状態とそれを用いた高調波発生を実現する。これらの研究をとおして、新奇オンチップ非線形光学デバイスの可能性を探求し、“非線形トポロジカルナノフォトニクス”という新分野の開拓に挑む。

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知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 光機能構造体の製造方法および光機能構造体

    出願日： 特願 2025-138809  2025年08月 

    共同

  • 転写スタンプ材、感温性粘着材組成物、マイクロ転写プリント装置及び転写プリント方法

    出願日： 特願 2024-147840  2024年08月 

    共同

  • 磁気光学材料

    出願日： 特願 2024-090262  2024年06月 

    共同

  • フォトマスク、フォトニック結晶の製造方法、フォノニック結晶の製造方法及びメタ表面の製造方法

    出願日： 特願 2021-136252  2021年08月 

    共同

  • 磁気光学材料およびその製造方法

    出願日： 特願 2021-003325  2020年01月 

    共同

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 丸文学術賞

    2021年11月, 丸文財団

    受賞区分： 出版社・新聞社・財団等の賞

  • レーザー学会奨励賞

    2021年05月, レーザー学会

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • ISCS Young Scientist Award

    2021年05月, The international symposium on compound semiconductors

    受賞区分： 国際学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 文部科学大臣表彰若手科学者賞

    2019年04月, 文部科学省

    受賞区分： その他

  • 奨励賞

    2016年02月, レーザ・量子エレクトロニクス研究会

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 物理情報工学特別講義

    2025年度

  • 物性物理基礎

    2025年度

  • 物性物理Ⅱ

    2025年度

  • プレゼンテーション技法

    2025年度

  • ナノスケール科学ジョイントセミナー

    2025年度

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 米国光学会, 

    2016年03月
    -
    継続中

  • 応用物理学会, 

    2006年02月
    -
    継続中
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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2024年10月
    -
    2025年05月

    13th Asia-Pacific Laser Symposium (APLS 2025), Quantum photonics 領域 Program Co-chair

  • 2024年06月
    -
    2025年06月

    米国光学会Conference on Lasers and Electro-Optics 2025 S&I Program委員長

  • 2023年10月
    -
    継続中

    International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2026) プログラム委員会幹事

  • 2023年04月
    -
    2025年03月

    応用物理学会「応用物理」編集委員

  • 2023年03月
    -
    継続中

    Solid State Devices and Materials (SSDM)国際会議 プログラム委員(SSDM2023)、実行委員(SSDM2024)、実行委員(SSDM2025)

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