Research on silica microdisk toward organic-inorganic nanohybrid optical resonator

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K14149
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Yoshioka Hiroaki 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (20706882)
• Project Period (FY): 2020-03-01 – 2022-03-31
• Keywords: 微小光共振器 / レーザー / インクジェット

Outline of Final Research Achievements

Optical microdisk cavities, which are about the same size as hair, are important advanced optical technologies used in optical integrated circuits, high-sensitivity biosensors, and so on. This microdisk cavity is manufactured by the same method as the semiconductor process. On the other hand, the principal investigator has proposed a unique technique for printing with inkjet technology, although it is limited to organic materials. In this research, we aimed to produce inorganic microdisks at room temperature, which had been challenging until now, and conducted elemental research on printing of nanosilica microdisks as a hybrid type of organic and inorganic materials. As a result, we have made it possible to print fine silica microdisks and succeeded in making laser devices using dyes.

Free Research Field

レーザー工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究における有機無機ナノハイブリッドのシリカマイクロディスク光共振器のインクジェット技術による常温作製の成功は、これまで挑戦的であった無機マイクロディスクの常温作製という学術的課題の解決の糸口となる。加えて、本研究成果は無機のナノ粒子を常温でマイクロディスク形状に凝集させる独自の技術であるため、インクの段階で生体由来の分子との共用が可能であったり、凝集体の隙間であるナノポーラスに物質を捕捉したりと、マイクロ光共振器に新しい機能を付加することができる。つまり、次世代のバイオセンサーや環境モニターといった社会的意義の大きい応用展開が期待できる。