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2010 Fiscal Year Annual Research Report

共役π電子系有機ナノフォトニック構造によるアクティブ光制御デバイスの創製

Research Project

Project/Area Number 22686008
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

井上 振一郎  独立行政法人情報通信研究機構, 未来ICT研究センターナノICTグループ, 主任研究員 (20391865)

Keywords有機非線形光学材料 / フォトニック結晶 / 光ナノデバイス / 光スイッチ / 光位相制御 / 電気光学効果 / ナノ微細加工 / 光変調デバイス
Research Abstract

本研究の最終的な目標は、共役π電子系有機分子・高分子の光電子特性を、ナノ領域で最大限に引き出すと同時に、新たなアプローチから有機非線形機能や光位相をナノ光空間において操作し、極低消費エネルギー・超高速動作の非線形光スイッチング素子の実現や、光・電気ハイブリッド制御による革新的な有機アクティブ光制御素子を創出することである。研究初年度であるH22年度では、共役π電子系有機分子・高分子と異種材料(半導体)とをナノスケールで多次元的に組み合わせた独自の有機ナノ・ヘテロ格子構造の創製を目指し、それを実証した。有機ナノフォトニックデバイスの作製を実現するためには、有機材料特有の、分子への深刻な加工ダメージの問題や、波長オーダーの光閉じ込めを困難とする低屈折率性、デバイス耐久性の問題など、幾つかの大きな技術的バリアーを克服する必要があったが、本研究では、微細加工ダメージや低屈折率性の問題を解決する有機ナノ・ヘテロ格子構造を提案し、それを有機ソフトマテリアルの特性を活かした独自のプロセス技術を開発することによって作製し、その定量的な素子作製精度評価および光学特性評価を行った。また3次元時間領域有限差分(3D-FDTD)法による素子構造の理論的動作解析を素子作製とコンカレントに実行し、1チップ内で複数の光機能性(低ロス伝搬部、光非線形制御部、電気光学制御部等)を持つ有機ナノ光集積回路を実現するための最適化デザインを行った。

  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Enhancement of electro-optic activity by introduction of a benzyloxy group to conventional donor-p-acceptor molecules2011

    • Author(s)
      X.Piao
    • Journal Title

      Organic Electronics

      Volume: 12 Pages: 1093-1097

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced Electro-optic Response of a Poled Polymer in a Reflective Microcavity2010

    • Author(s)
      A.Inoue
    • Journal Title

      Optical Communications

      Volume: 283 Pages: 2935-2938

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonlinear optical side-chain polymers post-functionalized with high-β chromophores exhibiting large electro-optic property2010

    • Author(s)
      X.Piao
    • Journal Title

      Journal of Polymer Science : Part A : Polymer Chemistry

      Volume: 49 Pages: 47-54

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of modified donor units on molecular hyperporlarizability for thienyl-vinylene nonlinear optical chromophores2010

    • Author(s)
      X.Zhang
    • Journal Title

      Tetrahedron Letters

      Volume: 51 Pages: 5873-5876

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 極低消費エネルギー・超高速動作を両立させる有機ナノフォトニックデバイス2011

    • Author(s)
      井上振一郎
    • Organizer
      先端光ICTシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京ビックサイト(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-02-18
  • [Presentation] 高電気光学特性を有するポリマーコア・リッジ型光導波路の検討2011

    • Author(s)
      山本和広
    • Organizer
      応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (震災中止によりアブストラクト集による発表扱い)
    • Year and Date
      2011-02-18
  • [Presentation] シリコン・有機EOポリマー融合型スロットフォトニック結晶 電気光学変調デバイスの数値解析と作製2011

    • Author(s)
      井上振一郎
    • Organizer
      応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      (震災中止によりアブストラクト集による発表扱い)
    • Year and Date
      2011-02-18
  • [Presentation] Electro-Optic Polymer and Silicon Hybrid Photonics in Slotted Photonic Crystal Waveguides2010

    • Author(s)
      S.Inoue
    • Organizer
      International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME)
    • Place of Presentation
      International Conference Center Kobe(Japan)
    • Year and Date
      2010-12-14
  • [Presentation] 新規ドナー構造による有機色素の電気光学応答の増大効果2010

    • Author(s)
      大友明
    • Organizer
      応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大(長崎)
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Book] 化学工業2010年10月号【特集:先端フォトニクスの展開】、高分子フォトニック結晶による非線形光学デバイスの開発2010

    • Author(s)
      井上振一郎
    • Total Pages
      16-24
    • Publisher
      化学工業社
  • [Patent(Industrial Property Rights)] フォトニック結晶導波路のフォトニックバンド構造の測定方法およびその装置2011

    • Inventor(s)
      井上振一郎、青柳克信
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人 理化学研究所
    • Industrial Property Number
      特許第4657775号
    • Filing Date
      2011-01-07

URL: 

Published: 2012-07-19  

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