フォトニック結晶
1887年にレイリーは電磁波の伝播特性を研究し、膜に垂直に伝わる光にバンドギャップが存在することを発見した。この原理を応用した多層膜(ブラッグミラー)のような1次元の周期構造体が、最も単純なフォトニック結晶である。1次元周期構造は引き続き熱心に研究され、分布帰還 (DFB) レーザーの反射構造としても応用されている。2次元・3次元へと拡張したもの(多次元周期構造)には長年の研究の積み重ねがある。
1987年にヤブロノビッチの論文によって、3次元周期のフォトニック結晶でフルバンドギャップの概念の提唱とその実現可能性の検討がなされ、それがきっかけとなって3次元周期構造の理論的・実験的な研究が世界規模で盛んになった(ある光波長で3次元空間または2次元平面内のすべての方向・すべての偏光状態が禁制帯に入ることがあり、それをフルバンドギャップと言う)。
フルバンドギャップを利用すると光を局所的に閉じこめることができる。フォトニック結晶は光の自然発光レートを自在に制御する量子光学系のツール、将来の量子コンピュータなどへの応用も期待されている。現在でもフルバンドギャップをもつ構造を研究するグループは少なくないが、理想的な結晶を実現することは、現時点では、チャレンジングな課題と言える。