• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

表面プラズモンを利用した超高密度光電子集積回路基盤技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J04193
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

相原 卓磨  豊橋技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード表面プラズモン / 光配線 / 光電子集積回路 / 光ヘテロダイン / MOSFET / 光・電子集積回路 / コヒーレント光通信 / モノリシック集積 / 回折格子
研究実績の概要

情報処理デバイスの高性能化を目指して、チップ内光配線技術が注目される中、光デバイスと電子デバイスのサイズ不整合が課題の一つとして挙げられている。表面プラズモンを利用した光デバイス(以下、表面プラズモンデバイス)は、光の回折限界を越えて小型化できることから、チップ内光配線における新たな通信デバイスとして期待されている。
本研究では、表面プラズモンを通信キャリアとして用いたチップ内光配線の実現を目的とし、これまでにシリコンベースの表面プラズモンデバイスを実現してきた。
当該年度は、(1)表面プラズモン導波路と検出器の集積化、(2)表面プラズモンデバイスと半導体トランジスタの集積化、(3)表面プラズモン信号による電子回路の動作実証、(4)表面プラズモンを介したコヒーレント光信号の伝送特性の評価を行ってきた。(1)では、金属薄膜上を伝播した表面プラズモンをグレーティングを介して金属とシリコン界面に導き、内部光子放出効果に基づいて光電流に変換する構造を提案し、その動作を実証してきた。(2)では、標準CMOSプロセス後に集束イオンビーム加工を施すことにより実現した。(3)では、シリコンに吸収されない波長の光により励起した表面プラズモンを介して、電子回路が静的および動的に動作することを示した。(4)では、光ヘテロダイン法を用いて、光周波数変調信号が表面プラズモン導波路上を伝送することを実証した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Coherent Plasmonic Interconnection in Silicon-based Electrical Circuit2015

    • 著者名/発表者名
      Takuma Aihara, Hiroki Sakai, Ayumi Takeda, Shinya Okahisa, Masashi Fukuhara, Masashi Ota, Yuya Ishii, Mitsuo Fukuda
    • 雑誌名

      IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology

      巻: 未定 号: 10 ページ: 2139-2144

    • DOI

      10.1109/jlt.2015.2395537

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface-Plasmon Waveguides as Transmission Lines for Optical Signal and Electrical Bias2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Fukuhara, Masashi Ota, Ayumi Takeda, Takuma Aihara, Hiroki Sakai, Yuya Ishii, Mitsuo Fukuda
    • 雑誌名

      IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology

      巻: 32 号: 23 ページ: 4490-4495

    • DOI

      10.1109/jlt.2014.2357801

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Schottky-type surface plasmon detector with nano-slit grating using enhanced resonant optical transmission2014

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Takeda, Takuma Aihara, Masashi Fukuhara, Yuya Ishii, Mitsuo Fukuda
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 116 号: 8 ページ: 084313-084313

    • DOI

      10.1063/1.4894150

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-loss waveguiding and detecting structure for surface plasmon polaritons2014

    • 著者名/発表者名
      Masashi Fukuhara, Masashi Ota, Hiroki Sakai, Takuma Aihara, Yuya Ishii, and Mitsuo Fukuda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 号: 8 ページ: 81111-81111

    • DOI

      10.1063/1.4866792

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monolithic Integration of Surface Plasmon Detector and Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors2013

    • 著者名/発表者名
      Takuma Aihara, Masashi Fukuhara, Ayumi Takeda, Byounghyun Lim, Masato Futagawa, Yuya Ishii, Kazuaki Sawada, and Mitsuo Fukuda
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Journal

      巻: 5 号: 4 ページ: 6800609-6800609

    • DOI

      10.1109/jphot.2013.2272779

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Coherent signal operation of surface plasmon and electronic integrated circuit2014

    • 著者名/発表者名
      Takuma Aihara
    • 学会等名
      13th Internationa conference of Near-Field Optics
    • 発表場所
      Salt Lake, USA
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモン検出器-MOSFET集積回路における静的および動的特性2014

    • 著者名/発表者名
      相原 卓磨, 武田 愛弓, 福原 誠史, 石井 佑弥, 福田 光男
    • 学会等名
      電子情報通信学会 レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      同志社大学 烏丸キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Plasmonic Signal Amplification by Monolithically Integrated Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect transistors2013

    • 著者名/発表者名
      Takuma Aihara, Ayumi Takeda, Masashi Fukuhara, Yuya Ishii, and Mitsuo Fukuda
    • 学会等名
      IEEE Photonics Conference 2013
    • 発表場所
      Bellevue, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Metal-oxide-semiconductor field-effect transistors operated by surface plasmon polariton2013

    • 著者名/発表者名
      Takuma Aihara, Ayumi Takeda, Masashi Fukuhara, Yuya Ishii, and Mitsuo Fukuda
    • 学会等名
      SPIE Micro+nano Materials, Devices, and Applications
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Devices and materials for nano-scale optical frequency signal transmission using surface plasmon2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Fukuda, Takuma Aihara, Masashi Fukuhara, Ayumi Takeda, Yuya Ishii, and Takeshi Ishiyama
    • 学会等名
      European Materials Research Society 2013 Spring Meeting
    • 発表場所
      Strasbourg, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] POLARIZATION-INDEPENDENT PHOTODETECTOR WITH RING-TYPE GRATING2013

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Takeda, Takuma Aihara, Masashi Fukuhara, Yuya Ishii, and Mitsuo Fukuda
    • 学会等名
      IEEE Optical MEMS and Nanophotonics 2013
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] OPTIMAL DESIGN OF PHOTODETECTOR WITH MULTI-SLIT GRATING2013

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Takeda, Takuma Aihara, Masashi Fukuhara, Yuya Ishii, and Mitsuo Fukuda
    • 学会等名
      IEEE Optical MEMS and Nanophotonics 2013
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Photoluminescence characteristics of dye-doped polymer nanofibers excited by surface plasmon polaritons2013

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Kaminose, Yuya Ishii, Takuma Aihara, Ayumi Takeda, and Mitsuo Fukuda
    • 学会等名
      SPIE Optics+Photonics 2013
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Sensitivity improvement of Schottky-type plasmonic detector2013

    • 著者名/発表者名
      Ayumi Takeda, Takuma Aihara, Masashi Fukuhara, Yuya Ishii, and Mitsuo Fukuda
    • 学会等名
      SPIE Micro+nano Materials, Devices, and Applications
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモン検出器とMOSFETのモノリシック集積化2013

    • 著者名/発表者名
      相原 卓磨, 武田 愛弓, 福原 誠史, 石井 佑弥, 福田 光男
    • 学会等名
      2013年秋季 第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモンで励起した有機色素含有高分子ナノファイバーの発光特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      上ノ瀬 亮平, 石井 佑弥, 相原 卓磨, 武田 愛弓, 石井 佑弥, 福田 光男
    • 学会等名
      2013年秋季 第74回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] フォトニクス研究室

    • URL

      http://www.photon.ee.tut.ac.jp/result/result.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] フォトニクス研究室ホームページ

    • URL

      http://www.photon.ee.tut.ac.jp/result/result.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi