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2013 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研究所 ナノICT研究室, 主任研究員 (20391865)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
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

共役π電子系有機分子・高分子は、無機・半導体材料を凌駕する優れた非線形光学特性や超高速応答性を併せ持つものの、その低屈折率性や加工ダメージ等の問題により、本質的なナノ光学応用への展開が制限されてきた。本研究は、この問題を有機材料と異種材料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(ON-HeL)構造を創製することで解決し、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ことを目標とし研究を実施した。さらに有機ナノ空間という新たなアプローチから有機非線形機能や光位相を操作し、極低消費エネルギー・超高速動作の非線形光デバイスや、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の創出に取り組んだ。研究最終年度であるH25年度では、新規提案しているスローライトMZ型シリコン/有機EOポリマーハイブリッド1次元フォトニック結晶デバイスを開発し、有機非線形機能や光位相の操作手法を確立、従来のニオブ酸リチウム(LN)変調器の約1/1000の素子サイズにおいて、10倍以上の電気光学変調効率を達成するなど、極めて高性能な非線形光学(電気光学)特性を実証した。
本研究成果の一部について、論文出版(S. Inoue et al., Appl. Phys. Lett. 103, 171101 (2013))され、「有機電気光学ポリマーとシリコンを融合した超小型・高性能の「電気光学変調器」の開発に成功」という内容で、2013年10月22日付でプレスリリース(http://www.nict.go.jp/press/ 2013/10/21-1.html)された。その内容に関する記事が10月23日付の日経産業新聞に掲載された。また関連して、電子情報通信学会のニュース解説記事に掲載されるなど成果に対する高い反響を得た。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] ニュース解説「有機電気光学ポリマーとシリコンを融合した超小形・高性能な電気光学変調器の開発に成功」2014

    • Author(s)
      井上 振一郎
    • Journal Title

      電子情報通信学会誌

      Volume: 97 Pages: 252-253

  • [Journal Article] 有機・シリコン集積型フォトニクス2013

    • Author(s)
      井上 振一郎
    • Journal Title

      Electrochemistry

      Volume: Vol.81 Pages: 484-489

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.81.484

  • [Journal Article] Electro-optic polymer/silicon hybrid slow light modulator based on one-dimensional photonic crystal waveguides2013

    • Author(s)
      Shin-ichiro Inoue and Akira Otomo
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 103 Pages: 171101-1-3

    • DOI

      10.1063/1.4824421

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organic and Inoorganic Hybrid Devices (Photonics Technoloogies)2013

    • Author(s)
      Shin-ichiro Inoue and Akira Otomo
    • Journal Title

      Journal of the NICT

      Volume: 60 Pages: 19-27

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organic Electro-Optic Polymer Device for Ultra-High-Speed Optical Communication2013

    • Author(s)
      Akira Otomo, Toshiki Yamada, and Shin-ichiro Inoue
    • Journal Title

      Journal of the NICT

      Volume: 60 Pages: 3-10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organic-Inorganic Hybrid Devices (Single-Molecule Technology)2013

    • Author(s)
      Takahiro Kaji, Toshifumi Terui, Toshiki Yamada, Rieko Ueda, Shin-ichiro Inoue, and Akira Otomo
    • Journal Title

      Journal of the NICT

      Volume: 60 Pages: 29-41

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 招待講演:「電気光学ポリマーを用いた有機・シリコン融合集積フォトニクス」

    • Author(s)
      井上 振一郎
    • Organizer
      電子情報通信学会ポリマー光回路(POC)研究会
    • Place of Presentation
      回路会館(東京都杉並区)
    • Invited
  • [Presentation] Electro-optic polymer/silicon hybrid slow light modulator based on photonic crystal nanobeam waveguides

    • Author(s)
      Shin-ichiro Inoue and Akira Otomo
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2014
    • Place of Presentation
      The Moscone Center (San Francisco, USA)
  • [Presentation] All EO polymer waveguide devices for next generation optical communication network

    • Author(s)
      A. Otomo, T. Yamada, S. Inoue, Y. Awaji and T. Kawanishi
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2014
    • Place of Presentation
      The Moscone Center (San Francisco, USA)
  • [Presentation] ナノフォトニック構造とバクテリオロドプシン薄膜を用いた光電変換系の構築

    • Author(s)
      梶 貴博, 井上 振一郎, 他
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
  • [Presentation] 金属コンタクトによる光導波路の光検出

    • Author(s)
      石井 智, 井上 振一郎, 大友 明
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学(神奈川県相模原市)
  • [Presentation] 単一有機分子の発光制御を実現するナノ光デバイスの創出

    • Author(s)
      梶 貴博, 山田 俊樹, 上田 里永子, 井上 振一郎, 大友 明
    • Organizer
      電子情報通信学会有機エレクトロニクス(OME)研究会
    • Place of Presentation
      機械振興会館(東京都港区)
  • [Presentation] EOポリマー/Si融合型フォトニック結晶スローライト光変調器の高効率動作化

    • Author(s)
      井上 振一郎, 大友 明
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府京田辺市)
  • [Presentation] Photonic-crystal-based platform to control spontaneous emission from single molecules

    • Author(s)
      Takahiro Kaji, Shin-ichiro Inoue, et al.
    • Organizer
      CLEO-PR & OECC/PS 2013
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都府京都市)
  • [Book] 「光の制御技術とその応用事例集」第4章 第11節 有機フォトニック結晶による光制御,光利用効率の向上2014

    • Author(s)
      井上 振一郎
    • Total Pages
      601(395-402)
    • Publisher
      技術情報協会
  • [Book] 「Optical Properties of Adcanced Materials」 Chapter 2: Photonic Crystals: Manipulating Light with Periodic Structures2013

    • Author(s)
      Shin-ichiro Inoue
    • Total Pages
      187(39-63)
    • Publisher
      Springer Berlin Heidelberg

URL: 

Published: 2015-05-28  

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