| 研究課題/領域番号 |
19F19071
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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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 |
馬場 俊彦 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50202271)
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| 研究分担者 |
BALCYTIS ARMANDAS 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | トポロジカルフォトニクス / シリコンフォトニクス / 人工次元 / ナノレーザ / フォトニック結晶 / GaInAsP / バイオセンシング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
The outline of this research project is to realize multi-protein and independently single molecular level detection verified by complementary methods in realistic biological fluid samples using GaInAsP photonic-crystal nanolaser structure arrays.
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| 研究実績の概要 |
当初，本研究フェローはGaInAsPフォトニック結晶ナノレーザーラベルフリーバイオセンサの調査を計画していた．しかし主に目指していた単一分子蛍光を用いたセンシングメカニズムの解明が，ナノレーザ基板からの不要な背景蛍光によって困難なことがわかった．そこで研究の方向をトポロジカルフォトニクスデバイスの作製と実証に軌道修正して実施した．トポロジカルフォトニクスはノーベル物理学賞を受賞したトポロジカル絶縁体を拡張する概念であり，光物性に様々な可能性をもたらす期待があり，本研究はその中でも実空間ではなく，周波数空間にトポロジーを展開する人工次元をシリコンフォトニクスにより実証することを目指した．まず本フェローはシリコンフォトニクスにより実現できるリング共振型変調器を設計し，約20GHzの整数倍の自由スペクトル領域をもつスペクトル列が得られる素子をCMOSファウンドリサービスを利用して製作した．ここでは変調のためにPN接合変調部を内蔵し，その他の部分は幅広導波路によって可能な限り内部損失を抑制した．このリングを20GHzで変調したところ，最大280GHzの範囲のスペクトル列が励振された．波長に対する時間領域の位相変化を測定することで，人工次元のバンドを評価したほか，波長を離調させることで人工的な電界印加効果を発現させ，さらに20GHzと40GHzを合波させて変調し，それらの位相を変えることで人工的な磁界印加も発現させた．従来の同様の人工次元は光ファイバ回路かニオブ酸リチウムを用いており，それよりも集積性に優れるシリコンフォトニクスで実証できた初めての例になる．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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