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ErSiO超格子結晶用いたのSi光回路集積化導波路増幅器の開発

Research Project

Project/Area Number 19023002
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

一色 秀夫  The University of Electro-Communications, 電気通信学部, 准教授 (60260212)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木村 忠正  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (50017365)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥7,200,000 (Direct Cost: ¥7,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Keywords超格子 / 先端機能デバイス / 光物性 / フォトニックネットワーク / 光導波路増幅器
Research Abstract

近年CMOSプロセスを利用したSi細線導波路の開発が進み、シリコンLSIおよび信号処理システムに光配線を導入する"シリコンフォトニクス"が提唱された。Si基板上への光源、光増幅器の集積化はシリコンフォトニクス実現に向けた試金石となる。本研究ではその発光材料として、我々のグループが開発したErSiO超格子を提案する。この結晶はErを構成元素とし周期0.86nmの超格子構造となっている。そのため結晶欠陥や偏析がなく濃度消光が抑制され、均一な結晶場により室温でも線幅4meVのPL微細構造が観測される。詳細の解析の結果、ErSiO超格子はEr_2SiO_5の組成を有する層状結晶であることが分かった。今年度はEr_2SiO_5結晶の光学特性の詳細を調べるともに、Er_2SiO_5導波路発光デバイスの光学利得について検討を行った。アップコンバージョンを考慮した解析から、導波路長1mm以下で10dBの光学利得が可能であると見積もられた。また本研究では、Er_2SiO_5結晶を新たな光増幅媒質とする小型光導波路増幅器の検討を行った。Si細線導波路と結合可能なSiガイド層埋め込み型Er_2SiO_5光導波路を提案、作製し良好な導波特性を得た。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (32 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Phase separation growth of Er2SiO5 thin film in Si-rich ErSiO preform2009

    • Author(s)
      H. Isshiki, et.al.
    • Journal Title

      Physica E 41

      Pages: 1055-1058

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    • Author(s)
      T. Kimura, et.al.
    • Journal Title

      Physica E 41

      Pages: 1063-1066

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  • [Journal Article] シリコンフォトニクスに向けた新しい発光材料 Er_2SiO_5超格子結晶2009

    • Author(s)
      一色 秀夫、木村 忠正
    • Journal Title

      応用物理 78(第5号印刷中)

    • NAID

      10024751757

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    • Author(s)
      H.Issliiki, T.Ushiyama, T, Kimura.
    • Journal Title

      physica status solidi (a) 205

      Pages: 52-55

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  • [Journal Article] Toward Small Size Waveguide Amplifiers Based on Erbium Silicate for Silicon Photonics2008

    • Author(s)
      H.Issliiki, T, Kimura
    • Journal Title

      IEICE Transaction on Electronics E91-C

      Pages: 8-144

    • NAID

      10026816533

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  • [Journal Article] レーザー学会誌「シリコンフォトニクスの最前線」特集号;シリコンフォトニクスの現状と将来(解説論文)2008

    • Author(s)
      木村忠正
    • Journal Title

      レーザー学会誌「シリコンフォトニクスの最前線」特集号、レーザー研究、No.9 35

      Pages: 548-549

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  • [Journal Article] レーザー学会誌「シリコンフォトニクスの最前線」特集号 シリコンをベースとする発光デバイスー現状と展望- (解説論文)2008

    • Author(s)
      一色秀夫, 木村忠正
    • Journal Title

      レーザー学会誌「シリコンフォトニクスの最前線」特集号 レーザー研究、No.9 35

      Pages: 566-571

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  • [Journal Article] シリコン発光デバイス-現状と展望(解説論文)2008

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      木村忠正, 一色秀央
    • Journal Title

      光学 37

      Pages: 14-20

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      X.J.Wang, H.Isshiki, T.Kimura
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      2008年春季 第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋市)
    • Year and Date
      2008-03-28
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      大江将己, 鮫島健, 藤原優, 一色秀夫, 木村忠正
    • Organizer
      2008年春季 第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋市)
    • Year and Date
      2008-03-28
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      田中康仁, 植田啓, 一色秀夫, 木村忠正
    • Organizer
      2008年春季 第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋市)
    • Year and Date
      2008-03-28
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      常安啓文, 一色秀夫, 木村忠正
    • Organizer
      2008年春季 第55回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      日本大学(船橋市)
    • Year and Date
      2008-03-28
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    • Author(s)
      一色秀夫, 牛山智幸, 中島崇之, 王興軍, 木村忠正
    • Organizer
      「新世代光通信へのイノバージョン」第3回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテルフロラシオン青山(東京)
    • Year and Date
      2008-01-18
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    • Author(s)
      T. Kimura, and H. Isshiki
    • Organizer
      SEDWAL Workshop 2008
    • Place of Presentation
      Trento, ITALY
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  • [Presentation] Phase separation growth of Er2SiO5 thin film in Si-rich ErSiO preform2008

    • Author(s)
      H. Isshiki, et.al.
    • Organizer
      E-MRS Spring meeting 2008
    • Place of Presentation
      Strasburg, France
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  • [Presentation] Formation of highly-oriented layer-structured Er2SiO5 films by pulsed laser deposition2008

    • Author(s)
      T. Kimura, et.al.
    • Organizer
      E-MRS Spring meeting 2008
    • Place of Presentation
      Strasburg, France
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and Photoluminescence Comparison of Er2SiO5 and Er2O3 Prepared by Sol-Gel Method2008

    • Author(s)
      X. Wang, et.al.
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      5nd International conference of Group IV Photonics
    • Place of Presentation
      Sorrento, ITALY
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystalline Structure and Luminescence Properties of Er Silicates Fabricated on Si and SiO2/Si by the Sol-Gel Method2008

    • Author(s)
      T. Kimura, and H. Isshiki
    • Organizer
      5nd International conference of Group IV Photonics
    • Place of Presentation
      Sorrento, ITALY
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  • [Presentation] Fabrication and Evaluation of Self-organized Er2SiO5 Crystalline Films for the 1.5μm Emitters and Amplifiers in Silicon Photonics(Invited paper)2008

    • Author(s)
      T. Kimura, and H. Isshiki
    • Organizer
      MRS Fall Meeting
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      Boston, USA
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  • [Presentation] Influence of Upconversion on Er2SiO5 Waveguide Light Emitting Devices2008

    • Author(s)
      H. Isshiki, et.al.
    • Organizer
      MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Increase in Excitation Efficiency of Er3+ Related 1.53μm Emission from Er2SiO5 Crystallite Embedded in SRSO2008

    • Author(s)
      M. Oe, et.al.
    • Organizer
      MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Siナノフォトニクス -次世代LSIにおける電子デバイスと光デバイスとの融合-2007

    • Author(s)
      木村忠正, 一色秀夫
    • Organizer
      日本女子大平成19年度先端光情報技術研究会
    • Place of Presentation
      日本女子大学(東京都)
    • Year and Date
      2007-12-15
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  • [Presentation] Er_2SiO_5結晶の作製と導波路型発光デバイス応用(招待講演)2007

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      一色秀夫, 木村忠正
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      学振第145委員会(結晶加工と評価技術)第112回研究会
    • Place of Presentation
      弘済会館(東京都)
    • Year and Date
      2007-11-19
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  • [Presentation] シリコンベース発光デバイスの最近の進歩と展望(招待講演)2007

    • Author(s)
      木村忠正, 一色秀夫
    • Organizer
      ポリマー光回路時限研究専門委員会第10回ポリマー光回路(POC)研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市)
    • Year and Date
      2007-10-26
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] シリコンフォトニクスにおける発光源の開発(招待講演)2007

    • Author(s)
      木村忠正, 一色秀夫
    • Organizer
      先端半導体ワークショップ
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      明治大学(川崎市)
    • Year and Date
      2007-10-06
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ErSiO結晶化合物のMOMBE成長におけるEr(TMOD)3供給律速成長速度2007

    • Author(s)
      崔賢聖, 立石浩平, 中山裕介, 一色秀夫, 木村忠正
    • Organizer
      先端半導体ワークショップ
    • Place of Presentation
      明治大学(川崎市)
    • Year and Date
      2007-10-06
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  • [Presentation] Prqjaration of hidi density SiC/SiOx nanocables and their photoluminescence,fieldemission properties2007

    • Author(s)
      X.J.Wang, J.F.Tian, L.H.Bao, H.Isshiki, T.Kimura
    • Organizer
      先端半導体ワークショップ
    • Place of Presentation
      明治大学(川崎市)
    • Year and Date
      2007-10-06
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  • [Presentation] ゾルゲル法ErSiO結晶化合物の固相成長条件の研究2007

    • Author(s)
      大江将己, 一色秀夫, 木村忠正
    • Organizer
      先端半導体ワークショップ
    • Place of Presentation
      明治大学(川崎市)
    • Year and Date
      2007-10-06
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  • [Presentation] シリコン・フォトニクスにおける発光デバイス(招待講演)2007

    • Author(s)
      木村忠正
    • Organizer
      2007年(平成19年)秋季 第68回応用物理学会学術講演会シンポジウム:シリコン・フォトニクス技術の最新動向
    • Place of Presentation
      北海道工業大学(札幌市)
    • Year and Date
      2007-09-06
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      堀信也, 一色秀夫, 木村忠正
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      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学(札幌市)
    • Year and Date
      2007-09-04
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  • [Presentation] Er_2Si0_5結晶の相分離と薄膜形成2007

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      牛山智幸, 大江将己, 一色秀夫, 木村忠正
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学(札幌市)
    • Year and Date
      2007-09-04
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  • [Presentation] Er_2SiO_5微結晶含有SiO_x薄膜の光学特性および電気特性評価2007

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      鮫島健, 一色秀夫, 木村忠正
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学(札幌市)
    • Year and Date
      2007-09-04
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  • [Presentation] Upconversion in ErSiO superlattice crystal waveguide2007

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      H.Isshiki, T.Ushiyama, T.Kimura
    • Organizer
      26th Electronic Materials Symposium
    • Place of Presentation
      ラフォーレ琵琶湖(守山市)
    • Year and Date
      2007-07-05
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  • [Presentation] Fonnation ofErSiO superlattice aysta] thin film prepared by pulsed laser deposition2007

    • Author(s)
      Y.Tanaka, T.Shimohata, H.Isshiki, T.Kimura
    • Organizer
      26th Electronic Materials Symposium
    • Place of Presentation
      ラフォーレ琵琶湖(守山市)
    • Year and Date
      2007-07-05
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  • [Presentation] Highly oriented ErSiO supeiiattice crystal growth on crystalline Sol-gel buffer2007

    • Author(s)
      Y.Nakayama, H.S.Choi, H.Isshiki, T.Kimura
    • Organizer
      26th Electronic Materials Symposium
    • Place of Presentation
      ラフォーレ琵琶湖(守山市)
    • Year and Date
      2007-07-05
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of. the 1.54μm.emission chaiacteristics.of.ErSiO superlattice civstals2007

    • Author(s)
      T.Kimura, T.Ushiyama, H.Isshiki
    • Organizer
      E-MRS 2007 Spring Meeting
    • Place of Presentation
      Strasbourg, France
    • Year and Date
      2007-05-31
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  • [Presentation] Investigation of low temperature growth of ErSiO superlattice crystals2007

    • Author(s)
      H.Isshiki, T.Ushiyama, K.Tateishi, T.Shimohata, T.Kawaguchi, Y.Tsuiieyasu, H.S.Choi, M.Ohe, Y.Nakayama, Y.Tanaka, T.Kinmra
    • Organizer
      E-MRS 2007 Spring Meeting
    • Place of Presentation
      Strasbourg, France
    • Year and Date
      2007-05-29
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  • [Presentation] ErSiO自己組織化超格子結晶の特性と1.54um発光素子性能評価(招待講演)2007

    • Author(s)
      木村忠正, 一色秀夫
    • Organizer
      光電相互変換第125委員会第196回研究会
    • Place of Presentation
      筑波大学(つくば市)
    • Year and Date
      2007-05-10
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  • [Presentation] Growth Rage Limiting by Er(TM0D)2 Supply in MOMBE Growth of ErSiO Crystalline2007

    • Author(s)
      H.Choi, K.Tateishi, Y.Nakayama, H.Isshiki, T.Kimura
    • Organizer
      4th Intemationa Conference on Group IV Photonics
    • Place of Presentation
      Radison Miyako Hotel,Tokyo,Japan
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  • [Presentation] Investiration of Solid Phase Growth Conditions of ErSiO Crystalline Compound Prepared by Sbi-Gel Method2007

    • Author(s)
      M.Ohe, H.Isshiki, T.Kimura
    • Organizer
      4th International Conference on Group IV Photonics
    • Place of Presentation
      Radison Miyako Hotel,Tokyo,Japan
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      2007 Annual Research Report
  • [Book] 金光義彦、深津晋編、シリコンフォトニクス(第3章分担執筆)2007

    • Author(s)
      一色 秀夫
    • Total Pages
      287
    • Publisher
      オーム社
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  • [Remarks]

    • URL

      http://flex.ee.uec.ac.jp/japanese/index.html

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  • [Remarks]

    • URL

      http://flex.ee.uec.ac.jp/~t-kimura/research/papers.html

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URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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