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东京大学大学院工学系研究科の八井崇准教授、千足昇平准教授、丸山茂夫教授、筑波大学计算科学研究センターの野田真史研究员、矢花一浩教授、分子科学研究所の饭田健二助教、（故）信定克幸准教授らの研究グループは、ナノスケールで局在した空间的に非一様な光（近接场光）を利用することで、シリコンの光吸収の増大に成功しました。

电子デバイスを构成する材料として広く用いられているシリコンは、太阳电池など光デバイスとしても広く利用されています。しかし、シリコンは间接迁移半导体であるため、光吸収が弱く、太阳电池など光受光素子として利用した场合、高い効率が得られないという问题がありました。

研究グループでは、近接场光の持つ光の局在性に着目し、不确定性原理に基づき间接迁移半导体でも直接迁移半导体のような强い光吸収が起きることを予测してきました。今回、この予测を実験的に确认するために、近接场光の効果が顕着に现れるシリコン受光器を作製し、シリコンの吸収端近傍の光波长领域で、光吸収が増大することをつきとめました。

シリコンは、太阳电池の材料として広く使われており、本研究の発展により、太阳电池の高効率化につながる成果であると期待しています。

「今回、これまで困難とされていた、シリコンの光吸収効率を向上させることに成功しました。シリコンは、原理的に光の吸収効率は低いと考えられていました」と八井准教授は説明します。「しかし、これは、光を通常の伝播光として考えた場合のことで、ナノ寸法の光には適用されません。不確定性原理に基づいた考え方をこのナノの光に適用すると、シリコンでも強い光吸収が起きることは、不思議なことではありません。今回の発見は純粋な基礎研究への寄与だけではなく、太阳电池の高効率化にもつながる成果であると期待しています」と続けます。