| 研究課題/領域番号 |
20K04628
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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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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 神奈川工科大学 |
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研究代表者 |
中津原 克己 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (70339894)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | スロット導波路 / センサ / 局在光 / 微細加工技術 / 薄膜積層技術 / 光導波路 / シリコンフォトニクス / 選択的エッチング技術 / 微細加工 / 薄膜積層 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では極微小な領域に局在した光を用いる高感度な導波路形光センサの実現を目指して、薄膜積層技術と選択的エッチング技術を駆使し、平坦で滑らかな境界面を有する水平スロット構造の形成技術の確立を行う。得られた水平スロットの導波特性をセンサデバイスの設計に反映させ、センサデバイスの動作実証を図る。さらに、センサ感度向上のためのデバイス構造を検討し、検出対象物質の濃度が低く、高感度なセンサが要求されるガスや生体物質などを対象としたセンシングシステムの構築を図る。
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| 研究成果の概要 |
薄膜積層技術と選択的エッチング技術を駆使し、従来の垂直スロット導波路では実現が困難であった極めて微小な領域に光を局在させる水平スロット導波路の形成技術を開発した。平坦で滑らかな境界面を有し、厚さ20nm以下の中空水平スロット導波路を実現し、分布ブラッグ反射器で挟んだ構造を製作し、その共振波長特性からスロットモードとして特徴的な特性を得ることにも成功している。また、センサ感度の向上に寄与するマルチスロット構造を検討し、理論特性の解析を行い、試作した3層スロット導波路において導波光を確認した。さらに五酸化ニオブとシリコンを用いたハイブリッド水平スロット導波路を考案し、試作素子より基本特性を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって、従来の垂直スロット導波路では実現できていない微小な中空スロット導波路の形成に成功したことは学術的意義が大きい。また、スロット部分を多数積層したマルチスロット構造を検討し、理論特性の解析を行い、試作した3層スロット導波路において導波光を確認した。マルチスロット構造は高感度なセンサを実現する上で有効であり、センシングデバイスの特性向上への貢献が期待できる。さらに、シリコンと五酸化ニオブを組み合わせたハイブリッド水平スロット導波路を考案し、試作素子を用いて導波光の確認に成功した。この成果はシリコンフォトニクスでの応用可能であり、光集積回路の新機能の創出への貢献が期待出来る。
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