2015 Fiscal Year Annual Research Report
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24760281
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
雨宮 嘉照 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 特任助教 (20448260)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光変調素子 / マクロ・ナノデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の目的は、梁形状を付加させた光導波路の作製工程の確立と、その応用として光変調素子およびセンサー素子、特にバイオセンサーの実現である。
24年度には、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜を多層構造にした光導波路で、シリコン酸化膜の一部を除去させ、梁構造および縦方向に溝が付加されたスロット導波路と呼ばれる構造を実現した。この構造を用いて光リング共振器を作製し、ショ糖濃度の測定とバイオセンシングでよく用いられるビオチン-ストレプトアビジン反応の検出に成功した。
25年度は、Silicon-On-Insulator(SOI)基板を用いて、数種類の梁構造を持ったシリコン導波路素子を作製し動作電圧などをシミュレーションにより見積もり、26年度には、その中で低電圧動作の点で有望だと示唆された横方向のスロット導波路構造に注力し、素子の改善に努めた。梁構造を付加させた導波路間のスロット間隔を50nm以下にする必要があることが分かり、構造を形成するために必要な塗布膜であるレジストや電子線描画装置を異なる形式に変更することに、所望の形状を作製することができた。
27年度は、バイオセンシング用の素子の物理学的・生物学的な外因からの影響など学術的な面の評価、およびSOI基板を用いた光変調素子の動作電圧の改善を主に行った。バイオセンシング用の学術的な評価は、熱や機械的な変位の影響が大きく生物学的な要因との選別が困難な状態で、熱等の影響が少なく学術的な評価が可能な素子をスロット導波路とは別に考案する必要があることが分かった。シリコン導波路を用いた光変調素子の改善としては、動作電圧の改善を行うことが出来たが、シミュレーションの値とはまだ隔たりがあり、更なる素子の改善が必要であることが分かった。
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