2014 Fiscal Year Research-status Report
コンタクトエピタキシャル法を用いたシリコンフォトニクス用光アイソレータの研究
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26630166
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| Research Institution | Kanagawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中津原 克己 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (70339894)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水本 哲弥 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00174045)
野毛 悟 沼津工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10221483)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光アイソレータ / 磁気光学効果 / 異種材料 / 光導波路 / シリコンフォトニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画の初年度である平成26年度は光アイソレータに必要な磁気光学ガーネット材料をシリコン導波路上に選択的に結晶化させるための基礎的技術の検討を行った。
イットリウム(Y)の一部をセリウム(Ce)に置換したセリウム置換イットリウム鉄ガーネットYIG(CexY(3-x)Fe5O12；Ce:YIG)は、比較的大きなファラデー効果を示す材料である。CeとYの置換量を増加させることにより、さらに大きなファラデー効果を得ることが期待できるが、これまでに確立されたコンタクトエピタキシャル法ではCeの置換量x=1の条件が用いられていた。本研究課題ではCeの置換量x=1.5の条件に挑戦している。第1段階目の基礎的検討事項としてCeの置換量x=1.5のターゲットを用いてスパッタリングにより溶融石英基板上へ形成したCe:YIG薄膜に対して、結晶化プロセスにおける重要なパラメータである熱処理条件の検討を行った。高い結晶性を有するCe:YIG薄膜の形成条件の最適化には、さらに詳細な検討が必要であるが、Ceの置換量x=1.5の条件においてもコンタクトエピタキシャル法による結晶化の兆候が得られている。
大きな磁気光学効果を有するCe:YIG薄膜の形成条件の検討と平行して、最終目標である導波路型アイソレータの実現に不可欠な磁気光学ガーネット材料のシリコン導波路上への選択的形成技術の開発を開始した。基礎的な要素技術として、シリコン上にクラッド層として形成したCe:YIG薄膜の特性評価法の開発を行った。シリコン導波路上のCe:YIG薄膜の特性評価を行うため、SOI(Silicon on Insulator)ウェハを用いた非対称マッハツェンダー干渉計シリコン導波路を製作し、その片側のアーム導波路にスパッタリングにより形成したCe:YIG薄膜の影響による波長特性の変化を測定し、評価結果の解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非常に挑戦的で革新的なテーマであり、初年度は基礎的な要素技術の開発に主に取り組んいる。そのため、数多くの研究成果を発表できる段階にはないが、研究代表者及び研究分担者がそれぞれの研究機関において担当課題に取り組んでおり、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
シリコン導波路上に選択的に形成するCe:YIG薄膜の特性評価を詳細に進め、シリコンフォトニクスに適したコンタクトエピタキシャル法として技術向上及び磁気光学材料の性能向上を図りつつ、干渉導波路型光アイソレータの設計及び試作を行う。
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| Causes of Carryover |
物品費購入の際に端数が生じ、残額が少額なことから、次年度の使用として繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
残額が非常に少額なことから、使用計画としてはほとんど変更なく、次年度の物品費に充当する。
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