| 研究課題/領域番号 |
18H01897
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
荒川 太郎 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (40293170)
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| 研究分担者 |
吉川 信行 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70202398)
國分 泰雄 中部大学, その他の部局, 教授 (60134839)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | 光変調器 / 光インターコネクション / 超伝導集積回路 / 極低温 / 量子井戸 / 半導体 / 超伝導 / 微小リング共振器 |
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| 研究成果の概要 |
超伝導集積回路と従来のCMOSメモリを接続する光インターコネクションのために、超低電圧で駆動できる光変調器を提案、開発を目指した。超伝導集積回路は出力電圧がmV レベルと低く、CMOS 回路等との融合や集積のボトルネックとなってきた。そこで本研究では、半導体ポテンシャル制御量子井戸マイクロリング共振器装荷マッハ・ツェンダー型光変調器を用いて課題を解決する。研究の結果、超伝導集積回路が動作する極低温において、約0.4 mVという従来の光変調器よりも1/5000程度の電圧で動作する可能性を示した。また、提案する光変調器の作製技術の確立、極低温の液体ヘリウム下での測定技術を確立することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
極低温における半導体電界誘起屈折率変化の特性に関する研究はこれまで行われておらず未解明であった。また、これらと光変調器のデバイス構造の工夫により、動作電圧を従来の1/1000以下という極限にまで低減し、超伝導集積回路により直接駆動するという独自性の高い研究であり、過去に例はない。 本研究で提案するように、 FACQWの巨大な電界誘起屈折率変化とその極低温における飛躍的向上等を融合することにより初めて実現の可能性がある、学術的に独自性の高い研究である。本研究の成果により、従来のスーパーコンピュータを凌駕する超高速超伝導スーパーコンピューターシステムの実現に向けたブレークスルーとなる。
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