2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of plasmonic integrated circuits
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26289103
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
福田 光男 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50378262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 佑弥 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30633440)
石山 武 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40314653)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 表面プラズモン / 近接場光 / 光・電子融合素子 / 光デバイス / 光回路 / 論理演算回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度の研究目標は、既開発の光・電子融合デバイスの作製技術を基本に、(1)表面プラズモン論理回路の多段接続化、（2）表面プラズモン変調器を含む低損失導波路の開発、(3)表面プラズモン分波器の開発である。本目標に向けて以下の研究を行なった。
（１）表面プラズモン論理回路の多段接続化：表面プラズモン半加算機（シリコン基板上に表面プラズモン金属配線導波路と多モード干渉計からなるプラズモニック半加算器）について、多段接続化の技術検討を行った。表面プラズモンの強度のみではなく位相の高精度な制御のための導波路を設計・作製し、その効果を確認できた。さらに、多段接続に向けて、既に開発済みの合波器等を回路内へ導入することにより、半加算機の各出力端で表面プラズモン信号の位相を整合させることができることを電磁界解析ソフトにより確認した。本演算回路をCMOS互換プロセスにより作製し、基本動作の可能性を確認した。
（２）表面プラズモン変調器を含む低損失導波路の開発：平成28年度に開発した変調器の作製技術を基本に、導波路へ接続可能な変調器および低損失導波路の開発を行った。既開発のMOS構造を基本とした変調器へ複数の回折格子を導入し、変調器内に共振器構造を設けることにより、変調効率が向上することをシミュレーションで確認できた。さらに、より単純な構造へ展開し、設計と作製および基本特性評価が終了した。
（３）表面プラズモン分波器の開発：平成28年度までに開発が終了していた1.31および1.55μｍ帯の波長多重システム用の合波器に対向する表面プラズモン分波器の設計と作製を行ない、実験的に2波長がそれぞれ別の導波路へ分波されることを確認できた。さらに、いわゆるボウタイ型の干渉器構造を採用することで、分波器の大きさを2/3まで縮小できることを、シミュレーションおよび実験で確認できた。
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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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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
European Materials Research Society 2017 Fall Meeting, Warsaw, Polandにおいて、発表者のTakahiro Furuki（博士前期課程2年）がThe Best Student Presentation Awordを受賞。
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