京都大学大学院理学研究科は2017年5月22日、炭素の単一原子層薄膜であるグラフェンに赤外光パルスを照射すると、5分の1、7分の1、9分の1といった“奇数分の1”の短い波長を持つ可視光が生成されることを発見したと発表した。
これは「高次高調波発生」という現象であり、グラフェン（炭素の単一原子層、厚さ0.335ナノメートル）で実現したのは初めてだという。
この現象は1980年代後半にパルス幅が100フェムト秒（100超分の1秒）の高強度のパルスレーザーを希ガス原子気体に照射すると、波長が数10分の1（周波数が数十倍）の高次の高調波が発生することが発見されていた。
しかし固体ではレーザーで物質内部で破壊が起こる（現在のレーザー加工と同じ現象）ため最近迄成功してはいなかった。
数年前に照射する赤外の領域のレーザーの波長を使うことで、破壊現象を起こさずに高次高調波を発生可能であることが報告されて以来、研究が盛んになってきた。
その報告がきっかけで固体への照射による高次高調波発生の研究が盛んになった。だが、そのほとんどは厚い固体の結晶を用いたものだったので統一的な理論モデルが決まらない状態だった。
そこで京都大学大学院理学研究科の研究チームは炭素原子の超薄膜グラフェンで高次高調波を発生させる実験を行った。
その結果、世界で初めてグラフェンによる上に記した様な高次高調波発生を実現した。
すなわち赤外光を波長の異なる可視光に変換した。
この結果はグラフェンの次世代の超高速エレクトロニクスの基幹材料としての利用や赤外光の新しい検出応用への道を開くと期待されている。
更に詳しい情報は下記をご参照。
・赤外光を可視光に、グラフェンの新特性が判明
・グラフェンの新しい光機能の発見
CNTでも画期的な成果が出ることを切に期待。ノーベル賞候補から遠ざからないためにも。