2017 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of SiC photonic crystals
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15H03993
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浅野 卓 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30332729)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | シリコンカーバイド / フォトニック結晶 / ナノ共振器 / 高Q値化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではSiフォトニック結晶を大きく超える性能が期待されるSiCフォトニック結晶の低損失化に取り組んでいる。近年、Siを用いたナノ光デバイスがめざましい発展を遂げているが、次世代を見据えてSiの材料的な限界を超えうる手法の検討を進めておく必要がある。Siはバンドギャップが1.1eV程度であるため、光通信波長の光に対しては基本的には透明であるが、強い光に対しては2光子吸収による損失が生じうる等の問題がある。SiCは3eV程度の大きなバンドギャップをもつため2光子吸収を抑制でき、超高密度光配線や高強度光の処理が可能になるだけでなく、損失無く光非線形効果を発現させることができる可能性をもつ。しかしながら、従来のSiCフォトニック結晶には原因が不明な線形光損失が存在し、そもそもの損失が大きく性能が不十分な状態であった。本研究ではまず、平成27年にフォトニック結晶のベースとなるSiC薄膜自体がその作製工程(水素イオン打込み)に由来した線形光吸収を持つことを明らかにした。そして、これを回避する作製手法を考案し、SiCフォトニック結晶共振器のQ値として最大で30万を実現し、共振器の光損失を本研究開始前の1/30倍に低減させることに成功した。ただし、作製歩留まりの低さは問題として残っていた。さらに昨年度はこのような高Q値共振器を用いた２光子吸収のない高効率な非線形効果の発現に取り組み、最も基本的な光非線形効果である二次高調波発生において1400%/Wという非常に高い効率を観測した。本年度は、残る問題である作製歩留まりの向上に取り組み、本研究で見いだした基本作製工程の各部分および全体を系統的に評価・検証することで、歩留まりよくSiC薄膜とフォトニック結晶を作製することに成功した。また光共振器のQ値として34万という値を達成し、本研究で得た最高値をさらに10%以上向上させることに成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
