フォトニックナノ共振器を有するシリコンLEDの実現とその高効率化

• 研究課題/領域番号: 21686031
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岩本 敏 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (40359667)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円); 2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2009年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: ナノ共振器 / 発光ダイオード / フォトニック結晶 / シリコン / ナノビーム構造

研究概要

フォトニック結晶およびフォトニック結晶ナノ共振器を有するシリコン発光ダイオード(LED)を初めて実現するとともに、フォトニック結晶構造のないシリコンLEDと比較して大きな発光強度が得られることを実証した。さらに、シリコンナノ共振器LEDの100MHz直接変調動作を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Enhancement of Light Emission from Silicon by Utilizing Photonic Nanostructures(招待論文) (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Iwamoto and Y. Arakawa
  • 雑誌名: IEICE TRANSACTIONS on Electronics 巻: E95-C ページ: 206-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Light Emission from Silicon by Utilizing Photonic Nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Iwamoto, Yasuhiko Arakawa
  • 雑誌名: IEICE TRANSACTIONS on Electronics 巻: E95-C(招待論文) ページ: 206-212
  • NAID: 10030609835
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of cavity mode volume on photoluminescence from silicon photonic crystal nanocavities (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, S. Ishida, S. Iwamoto, and Y. Arakawa
  • 雑誌名: Appl. Phys.Lett 巻: 98 ページ: 171108-171108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of cavity mode volume on photoluminescence from silicon photonic crystal nanocavities (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nakayama, S.Ishida, S.Iwamoto, Y.Arakawa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of cavity mode volume on photoluminescence from silicon photonic crystal nanocavities (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nakayama, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 98(in press 掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of photoluminescence from germanium by utilizing air-bridge-type photonic crystal slabs (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, S. Iwamoto, S. Ishida, D.Bordel, E. Augendre, L. Clavelier, and Y. Arakawa
  • 雑誌名: Physica E : Low-dimensional Systems and Nanostructures 巻: 42 ページ: 2556-2556
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of photoluminescence from germanium by utitizing air-bridge-type photonic crystal slabs (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Nakayama, et al.
  • 雑誌名: Physica E : Low-dimensional Systems and Nanostructures 巻: 42 ページ: 2556-2559
  • 査読あり
• [学会発表] フォトニックナノ構造による Si から発光制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩本敏、荒川泰彦(Invited)
  • 学会等名: 第5回超高速光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 箱根
  • 年月日: 2012-12-09
• [学会発表] Enhanced light emission from silicon with photonic nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Iwamoto (invited) and Y. Arakawa
  • 学会等名: International Photonics ansOptoElecrtonics Meetings, OEDI-43
  • 発表場所: 中国・武漢
  • 年月日: 2012-11-04
• [学会発表] シリコンフォトニッ ク結晶ナノビーム共振器の室温時間分解 発光測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山茂、岩本敏、加古敏、都木宏之、石田悟己、荒川泰彦
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] シリコンフォトニック結晶ナノビーム共振器の室温時間分解発光測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山茂、岩本敏、加古敏、都木宏之、石田悟己、荒川泰彦
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会、15a-GP1-2
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 一次元フォトニック結晶ナノ共振器を用いたシリコンLED (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山茂、岩本敏、加古敏、都木宏之、石田悟己、荒川泰彦
  • 学会等名: 第16回シリコンフォトニクス研究会,p-22
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] Enhancement of Light Emission from Silicon by Photonic Crystal Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Iwamoto (invited), S.Nakayama, S.Ishida, Y.Arakawa
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Photonics and Electronics Convergence, E-2
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Silicon LED with one-dimensional photonic crystal nanocavity (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nakayama, S.Iwamoto, S.Kako, S.Ishida, Y.Arakawa
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Photonics and Electronics Convergence, P-44
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] Enhanced light emission from silicon with photonic nanostructures (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Iwamoto (invited), Y.Arakawa
  • 学会等名: International Photonics ans OptoElecrtonics Meetings, OEDI-43
  • 発表場所: 中国・武漢
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] Demonstration of silicon nanocavity LED with enhanced luminescence (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, S. Iwamoto, S. Kako, S.Ishida, and Y. Arakawa
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] Demonstration of silicon nanocavity LED with enhanced luminescence (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nakayama, S.Iwamoto, S.Kako, S.Ishida, Y.Arakawa
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials, I-8-2
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] フォトニックナノ構造を用いた発光制御とその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩本敏, 他
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会、25a-Bx-6
  • 発表場所: 神奈川・神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] フォトニックナノ構造を用いたシリコン系発光素子の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩本敏, 他
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会、CI-1-1
  • 発表場所: 東京・東京都市大学
  • 年月日: 2011-03-14
• [学会発表] Control of Light Emission using Photonic Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Iwamoto, et al.
  • 学会等名: 理研シンポジウム・第9回メタマテリアル&ナノフォトニクスシンポジウム
  • 発表場所: 埼玉・理化学研究所
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Enhanced Light Emission from Silicon with Photonic Crystal Structures (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Iwamoto, et al.
  • 学会等名: Joint Workshop on Advances in Nanophotonics and Spintronics, 2-3
  • 発表場所: ドイツ・ブルツブルグ大学
  • 年月日: 2010-10-04
• [学会発表] Enhanced electroluminescence of silicon by utilizing photonic crystal structures (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Nakayama, et al.
  • 学会等名: Photonic and Electromagnetic Crystal Structures (PECS)、P163
  • 発表場所: スペイン・グラナダ
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] Demonstration of a silicon photonic crystal slab LED with efficient electroluminescence (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Nakayama, S. Iwamoto, S. Ishida, and Y. Arakawa
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Demonstration of a silicon photonic crystal slab LED with efficient electroluminescence (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Nakayama, et al.
  • 学会等名: Solid State Devices and Materials 2010, D-4-3
  • 発表場所: 東京・東京大学
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] シリコンフォトニック結晶LEDの実現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山茂, 他
  • 学会等名: 第71回秋季応用物理学学術講演会、16P-J-1
  • 発表場所: 長崎・長崎大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Efficient silicon LED by utilizing photonic crystal structures (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Nakayama, et al.
  • 学会等名: 2010 International Nano-Optoelectronics Workshop (iNOW), 4-P9
  • 発表場所: 中国・長春
  • 年月日: 2010-08-09
• [学会発表] フォトニックナノ構造によるSi から発光制御
  • 著者名/発表者名: 岩本敏
  • 学会等名: 第5 回超高速光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 箱根
  • 招待講演
• [学会発表] Silicon-based Nano Light Sources Using Photonic Crystals Structures
  • 著者名/発表者名: Satoshi Iwamoto
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Photonics and Electronics Convergenceb-Advanced Nanophotonics and Silicon Device Systems-
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Direct modulation of silicon nanobeam photonic crystal nanoacvity LED
  • 著者名/発表者名: Shigeru Nakayama
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Photonics and Electronics Convergenceb-Advanced Nanophotonics and Silicon Device Systems-
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Silicon Light Emitting Diodes with Photonic Crystal Structures
  • 著者名/発表者名: Satoshi Iwamoto
  • 学会等名: Joint Workshop on Advances in Nanophotonics
  • 発表場所: ドイツ・ブルツブルグ
• [学会発表] フォトニック結晶を用いたシリコン系材料の発光制御
  • 著者名/発表者名: 岩本敏
  • 学会等名: Symposium on Innovations of Photonics ＆ Optical Components
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演