| 研究課題/領域番号 |
20K05365
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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30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
横井 秀樹 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (90251636)
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| 研究分担者 |
湯本 敦史 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20383987)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 光非相反素子 / 超音速フリージェットPVD法 / 磁性ガーネット / シリコン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
基板の任意の位置に、任意の構造・膜厚の皮膜をパターン成膜することができる超音速フリージェットPVD法を利用して、半導体材料の上に結晶構造の異なる磁性ガーネット薄膜を成膜する。提案する新規の磁気光学導波路製作方法によりSi層上に直接磁性ガーネット薄膜を成膜することで、Si導波層を有する磁気光学導波路を実現し、光非相反素子の開発に応用する。成膜できる基板の種類が増えれば、様々な材料の組み合わせで導波路型光素子を構成することが可能となり、高度機能光電子集積回路が、格子定数などの制約にとらわれないモノリシック構造で実現できるようになる。
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| 研究成果の概要 |
任意の位置に任意の材料を直接成膜できる超音速フリージェットPVD法により、Si導波層上に磁性ガーネット薄膜を直接成膜して磁気光学導波路を製作した。設計に基づいてSiリブ導波路を製作し、クラッド層としてCe置換Y3Fe5O12 (Ce:YIG) を成膜して非相反移相効果を利用した光アイソレータを製作した。製作した磁気光学導波路に導波光学に基づいて光波を結合し、出力端における近視野像を観察したところ、光波が十分に閉じ込められて伝搬していることが確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光通信システムでは、光源に用いられる半導体レーザの発振安定化のため、光非相反素子である光アイソレータが必要不可欠である。近赤外領域では、光アイソレータを構成するとき、使用波長域で透明であり、大きな磁気光学効果を示す磁性ガーネットが用いられる。磁気光学導波路製作に超音速フリージェットPVD法を採用することにより、Siなど他の光素子に用いられる材料を導波層とする光非相反素子を実現し、光通信システムの発展に寄与する。
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