研究課題/領域番号 |
19K22148
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研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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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 |
研究代表者 |
池田 和浩 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, 研究グループ長 (70541738)
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研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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キーワード | プラズモニクス / シリコンフォトニクス / 光集積回路 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究のCMOS互換プラズモニクスでは、アルミ・銅などのCMOS互換な金属材料を用いてシリコンフォトニクス上に局所的にプラズモニック回路を形成する。まず、計算によりシリコン導波路とプラズモニック導波路の高効率接続構造を設計する。さらに、設計した構造を所属機関が保有する45-nm技術ノードのCMOSプロセスを用いて実際に試作し、特性を実証する。
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研究成果の概要 |
シリコンフォトニクスで一般的に利用されるアルミニウム上での長距離伝搬プラズモンモードについて数値解析を行った。ウエハ構造による上下の非対称性を導入しても、薄膜の左右のエッジ界面のプラズモンモードが対称に結合した長距離伝搬モードの存在を確認した。 新たに見出した上記長距離伝搬プラズモンモードとシリコン光導波路との層間接続構造を数値計算により設計した。面直方向に結合する方向性結合器を採用し、1umの広ギャップを設定しても高効率(~2 dB)でアルミ薄膜上プラズモンモードからシリコン光導波路モードへ移行できることをシミュレーションにより証明した。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CMOS互換であるアルミニウムを用いて、シリコンフォトニクスに活用できる長距離伝搬プラズモンモードを見出した。また、これを活用するために、シリコン光導波路と低損失で接続できる光接続構造を見出した。これによって、光通信容量の急増を支えるシリコンフォトニクスデバイスの更なる高機能化・小型化に向けた新たなデバイス構造等の可能性が拓かれた。
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