2025/04/30 更新

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ムライ シュンスケ
村井 俊介
MURAI SHUNSUKE
担当
大学院工学研究科 電子物理系専攻 講師
工学部 電子物理工学科
職名
講師
所属
工学研究院
連絡先
メールアドレス
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プロフィール
2001年3月 京都大学工学部工業化学科 卒業 2003年3月 同大学院工学研究科材料化学専攻 修士課程修了 2004年6月 同 博士後期課程 中退 2011年7月25日 学位(工学)取得“Studies on photonic materials having disordered structures and tailored light scattering properties/乱れた構造と制御された散乱特性をもつ光機能材料に関する研究”
所属キャンパス
中百舌鳥キャンパス

担当・職階

  • 大学院工学研究科 電子物理系専攻 

    講師  2025年04月 - 継続中

  • 大学院工学研究科 電子物理系専攻 

    講師  2025年04月 - 継続中

  • 工学部 電子物理工学科 

    講師  2025年04月 - 継続中

取得学位

  • 博士(工学) ( 京都大学 )

研究分野

  • ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学

  • ナノテク・材料 / 無機材料、物性

研究キーワード

  • メタ光学

  • ミートロニクス

  • プラズモニクス

  • ゾルゲル法

  • ガラス・セラミックス

研究概要

  • ステンドグラスや切子グラスの鮮やかな赤色、これはガラス中に分散した数十ナノメートルの金粒子の呈色によるものである。この時、ナノ粒子の周りに光のエネルギーが集中し、“表面プラズモン”と呼ばれる光と電子の共鳴状態が実現している。この状態を上手に使うと、光を集め、閉込め、放つための新たな技術となることが明らかになり、表面プラズモンの科学=プラズモニクスと呼ばれる学問分野が生まれた。当研究室では、ナノ加工技術を用いてナノ粒子を周期的に並べた構造(=ナノアンテナ)を作り、その性質と応用について研究している。ナノアンテナは、光をアンテナ平面内に強く閉じ込め、特定の方向へ放つ性質があり、発光材料と組み合わせると、発光強度を1桁以上高めたり、発光に指向性を持たせることができる。私は、ナノアンテナの光源や照明応用に向けて、世界を先導する研究を行っている

所属学協会

  • 日本材料学会

  • 日本セラミクス協会

  • 応用物理学会

委員歴(学外)

  • 事務局   日本セラミックス協会関西支部  

    2024年04月 - 継続中 

論文

  • Efficient Redirection of Trapped Broad-Band Fluorescence from Substrates into Free Space Using c-Si Metasurfaces.

    Yiheng Zhai, Chaojie Xu, Zhenghe Zhang, Peng Li, Shunsuke Murai, Jaime Gómez Rivas, Xiaofeng Li, Shaojun Wang

    Nano letters   2024年08月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   国際・国内誌:国際誌  

    Fluorescent dye films on transparent substrates are essential for OLEDs, flexible displays, X-ray detection, and wireless optical communications. However, their efficiency is often hampered by fluorescence trapping due to total internal reflection (TIR) and waveguiding. This study tackles this longstanding challenge by reconceptualizing the integration of dye films with nanoantenna metasurfaces. Traditional methods involve directly spin-coating films onto c-Si metasurfaces on quartz substrates, resulting in edge luminescence and weak inner signals. We present a straightforward, adjustable approach by integrating dye films on the opposite side of quartz substrates, reaching a 2.5-fold photoluminescence enhancement and improving the uniformity of the emission compared to the conventional methods. These gains stem from redirecting a significant portion of leaked fluorescence light trapped inside the substrate into free space, surpassing TIR conditions through in-plane diffraction orders of the metasurfaces across the full RGB spectrum. Our findings facilitate the design of more efficient luminescent devices.

    DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c03294

    PubMed

  • Modified Coupled-Mode Theory for the Absorption in Plasmonic Lattices 査読

    JTY Tse, S Murai, K Tanaka

    ADVANCED PHOTONICS RESEARCH   2024年06月( ISSN:2699-9293

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/adpr.202400050

  • Refractive index sensing using quasi-bound states in the continuum in silicon metasurfaces.

    Tom van Loon, Minpeng Liang, Thomas Delplace, Bjorn Maes, Shunsuke Murai, Peter Zijlstra, Jaime Gómez Rivas

    Optics express   32 ( 8 )   14289 - 14299   2024年04月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   国際・国内誌:国際誌  

    This work presents a bulk refractive index sensor based on quasi-bound states in the continuum (BICs) induced by broken symmetries in metasurfaces. The symmetry is broken by detuning the size and position of silicon particles periodically arranged in an array, resulting in multiple quasi-BIC resonances. We investigate the sensing characteristics of each of the resonances by measuring the spectral shift in response to changes in the refractive index of the surrounding medium. In addition, we reveal the sensing range of the different resonances through simulations involving a layer of deviating refractive index of increasing thickness. Interestingly, the resonances show very different responses, which we describe via the analysis of the near-field. This work contributes to the development of highly sensitive and selective BIC-based sensors that can be used for a wide range of applications.

    DOI: 10.1364/OE.514787

    PubMed

  • Tunable emission from H-type supramolecular polymers in optical nanocavities.

    Giulia Lavarda, Anton M Berghuis, Kripa Joseph, Joost J B van der Tol, Shunsuke Murai, Jaime Gómez Rivas, E W Meijer

    Chemical communications (Cambridge, England)   60 ( 20 )   2812 - 2815   2024年03月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   国際・国内誌:国際誌  

    H-type supramolecular polymers with preferred helicity and highly efficient emission have been prepared from the self-assembly of chiral tetraphenylene-based monomers. Implementation of the one-dimensional fibers into dielectric nanoparticle arrays allows for a significant reshaping of fluorescence due to weak light-matter coupling.

    DOI: 10.1039/d3cc05877h

    PubMed

MISC(その他記事)

  • 金ナノロッドアレイの熱処理による消光特性の変化

    榎本泰輔, 村井俊介, 田中勝久

    粉体および粉末冶金   71 ( 4 )   2024年( ISSN:0532-8799

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産業財産権等

  • 波長変換部材及びそれを用いた照明装置

    前村 要介, 川上 康之, 村井 俊介

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    産業財産権の種類:特許権 

    出願番号:特願2022-201504 

    公開番号:特開2024-086397 

    J-GLOBAL

  • 波長変換装置及び照明装置

    前村 要介, 鎌倉 涼介, 村井 俊介

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    産業財産権の種類:特許権 

    出願番号:特願2022-098681 

    公開番号:特開2024-000114 

    J-GLOBAL

  • 波長変換装置及び照明装置

    鎌倉 涼介, 川上 康之, 前村 要介, ▲高▼島 啓次郎, 村井 俊介

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    産業財産権の種類:特許権 

    出願番号:特願2022-098682 

    公開番号:特開2024-000115 

    J-GLOBAL

科研費獲得実績

  • 究極のナノアンテナ蛍光体への挑戦

    基盤研究(B)  2027年

  • 究極のナノアンテナ蛍光体への挑戦

    基盤研究(B)  2026年

  • 究極のナノアンテナ蛍光体への挑戦

    基盤研究(B)  2025年

その他

  • プレスリリース(貼って使えるメタ表面ステッカ-)

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    タ表面ステッカ-の作製と応用に関する阿形(M2)らの論文がApplied Physics Lettersに掲載されました。Congratulations, Agata-kun!この成果は京都大学よりプレスリリースされました!https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-01-15-1

    また日刊工業新聞1月15日30面に掲載されました。「貼り付け自在・発光制御-京大 ナノアンテナシール」