| 研究課題/領域番号 |
16K04955
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
渋谷 圭介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00564949)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 二酸化バナジウム / 金属絶縁体転移 / シリコン導波路 / 光スイッチ / 電子相転移 |
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| 研究成果の概要 |
光スイッチの小型化を目指し、金属‐絶縁体転移を示す二酸化バナジウムをシリコン導波路に組み込んだ光デバイスを作製した。初めに、有限要素法による光伝搬シミュレーションを行い、設計したデバイス構造が光スイッチ機能を示すことを確認した。次に、実際に作製したデバイスが二酸化バナジウムの相転移に伴う屈折率の巨大な変化によって30dB以上の良好な消光比を示すことを実証した。得られたデバイス特性はシミュレーション結果と良い一致を示した。また、光スイッチの動作速度が数十nsに達することを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
既存のシリコン導波路型光スイッチでは、内部に干渉計や共振器の構造を作り込む必要があり、デバイスサイズは小さくとも数十マイクロメートルとなる。これは、外的刺激に対するシリコンの屈折率変化が微小であるためである。この問題を解決するためには、屈折率変化が巨大な材料を持ち込む必要がある。しかしながら、半導体以外の材料をシリコン導波路と組み合わせようとする研究事例は多くない。本研究では、二酸化バナジウムをシリコン導波路のクラッドに利用することを試みた。これにより光スイッチの高密度化を達成しており、本成果は光通信技術の発展に貢献するものと考える。
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