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誘導表面波プラットフォームによる超高感度・超高速光変調と多値・多重光処理の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 21H01383
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関東京大学

研究代表者

J・J Delaunay  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80376516)

研究分担者 何 亜倫  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (20815386)
松井 裕章  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80397752)
古川 克子  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90343144)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワードsurface wave / light confinement / coherent light source / optical sensing / surface waves / Bloch surface wave / optical switching / optcial sensing / all optical logic gates / sensing / metasurface
研究開始時の研究の概要

Generating, guiding, and manipulating surface waves with strong spatial confinement and large propagation lengths represents the ultimate goal for sensing and light modulation. We propose a guided surface wave platform that realizes light steering, light modulation, and detection of biomarkers.

研究成果の概要

強い空間的閉じ込め作用と長い伝搬距離を持つ表面波を発生、誘導、操作することは、センシングと光変調の最終目標である。従来、表面波の空間的閉じ込め作用は表面プラズモン波を用いて達成されてきたが、金属損失による短い伝搬距離が課題となっていた。本研究では、フォトニック結晶上に配置された極薄スラブガイドを用いたガイド付き表面波プラットフォームを提案する。特にトップダウン技術を用いて作製されたスラブガイドは、表面波の伝搬方向を制御するように設計されており、これらを組み合わせることで光論理ゲートを形成した。さらに利得材料で作られたスラブをパターニングすることで、同一チップ上に光源を集積することを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

A platform for surface waves was proposed with different functionalities. By controlling the shape and material of the slabs used to guide the surface waves, optical circuits can be patterned and used to perform various functions such as detection, optical logic operation, and coherent emission.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 13件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Solution‐Processed Perovskite Quantum Dot Quasi‐BIC Laser from Miniaturized Low‐Lateral‐Loss Cavity2024

    • 著者名/発表者名
      Xing Di、Chen Mu‐Hsin、Wang Zhiyu、Deng Chih‐Zong、Ho Ya‐Lun、Lin Bo‐Wei、Lin Cheng‐Chieh、Chen Chun‐Wei、Delaunay Jean‐Jacques
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 2314953 号: 26 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/adfm.202314953

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-Q lasing via all-dielectric Bloch-surface-wave platform2023

    • 著者名/発表者名
      Lee Yang-Chun、Ho Ya-Lun、Lin Bo-Wei、Chen Mu-Hsin、Xing Di、Daiguji Hirofumi、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 6458-6458

    • DOI

      10.1038/s41467-023-41471-8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiroptical Response Inversion and Enhancement of Room‐Temperature Exciton‐Polaritons Using 2D Chirality in Perovskites2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhiyu、Lin Cheng‐Chieh、Murata Kei、Kamal Ahmad Syazwan Ahmad、Lin Bo‐Wei、Chen Mu‐Hsin、Tang Siyi、Ho Ya‐Lun、Chen Chia‐Chun、Chen Chun‐Wei、Daiguji Hirofumi、Ishii Kazuyuki、Delaunay Jean‐Jacques
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 35 号: 42 ページ: 2303203-2303203

    • DOI

      10.1002/adma.202303203

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Angular Control of Circularly Polarized Emission from Achiral Molecules via Magnetic Dipoles Sustained in a Chiral Metamirror2023

    • 著者名/発表者名
      Lee Ying-Tsung、Chen Mu-Hsin、Ho Ya-Lun、Wang Zhiyu、Lee Yang-Chun、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 15 号: 30 ページ: 36945-36950

    • DOI

      10.1021/acsami.3c05717

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of metasurface geometry on magnetic dipole resonances for circular asymmetric transmission in the ultraviolet region2023

    • 著者名/発表者名
      Lee Ying-Tsung、Wang Zhiyu、Ho Ya-Lun、Chen Mu-Hsin、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 123 号: 26 ページ: 261701-261701

    • DOI

      10.1063/5.0181224

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GaN Ultraviolet Laser based on Bound States in the Continuum (BIC)2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Mu‐Hsin、Xing Di、Su Vin‐Cent、Lee Yang‐Chun、Ho Ya‐Lun、Delaunay Jean‐Jacques
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 11 号: 6 ページ: 2201906-2201906

    • DOI

      10.1002/adom.202201906

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] CsPbBr<sub>3</sub> nanocrystals plasmonic distributed Bragg reflector waveguide laser2023

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Kamal Ahmad Syazwan、Lin Cheng-Chieh、Wang Zhiyu、Xing Di、Lee Yang-Chun、Chen Mu-Hsin、Ho Ya-Lun、Chen Chun-Wei、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 122 号: 7 ページ: 071104-071104

    • DOI

      10.1063/5.0128232

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ligand Engineering and Recrystallization of Perovskite Quantum‐Dot Thin Film for Low‐Threshold Plasmonic Lattice Laser2022

    • 著者名/発表者名
      Xing Di、Lin Cheng‐Chieh、Ho Ya‐Lun、Lee Yang‐Chun、Chen Mu‐Hsin、Lin Bo‐Wei、Chen Chun‐Wei、Delaunay Jean‐Jacques
    • 雑誌名

      Small

      巻: 18 号: 44 ページ: 2204070-2204070

    • DOI

      10.1002/smll.202204070

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Integration of on-chip perovskite nanocrystal laser and long-range surface plasmon polariton waveguide with etching-free process2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Hsin-Chang、Lee Yang-Chun、Lin Cheng-Chieh、Ho Ya-Lun、Xing Di、Chen Mu-Hsin、Lin Bo-Wei、Chen Li-Yin、Chen Chun-Wei、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 14 号: 28 ページ: 10075-10081

    • DOI

      10.1039/d2nr01611g

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Near-Zero-Index Slabs on Bloch Surface Wave Platform for Long-Range Directional Couplers and Optical Logic Gates2022

    • 著者名/発表者名
      Deng Chih-Zong、Ho Ya-Lun、Yamahara Hiroyasu、Tabata Hitoshi、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 16 号: 2 ページ: 2224-2232

    • DOI

      10.1021/acsnano.1c08318

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Aluminum-black silicon plasmonic nano-eggs structure for deep-UV surface-enhanced resonance Raman spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Bo-Wei、Tai Yi-Hsin、Lee Yang-Chun、Xing Di、Lin Hsin-Chang、Yamahara Hiroyasu、Ho Ya-Lun、Tabata Hitoshi、Daiguji Hirofumi、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 120 号: 5 ページ: 051102-051102

    • DOI

      10.1063/5.0084907

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lithographic in-mold patterning for CsPbBr<sub>3</sub> nanocrystals distributed Bragg reflector single-mode laser2021

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Kamal Ahmad Syazwan、Lin Cheng-Chieh、Xing Di、Lee Yang-Chun、Wang Zhiyu、Chen Mu-Hsin、Ho Ya-Lun、Chen Chun-Wei、Delaunay Jean-Jacques
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 13 号: 37 ページ: 15830-15836

    • DOI

      10.1039/d1nr04543a

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-Patterned CsPbBr3 Nanocrystal Based Plasmonic Hot-Carrier Photodetector at Telecommunications Wavelengths2021

    • 著者名/発表者名
      Wang, Z.; Lin, C.-C.; Ho, Y.-L.; Xiang, R.; Maruyama, S.; Chen, C.-W. Delaunay, J.-J.
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 9 号: 24 ページ: 2101474-2101474

    • DOI

      10.1002/adom.202101474

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Trends in functional optical structures2023

    • 著者名/発表者名
      JJ Delaunay
    • 学会等名
      3rd International Conference on Semiconductor Materials and Technology (ICOSEMT 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Light manipulation on a chip based on long-propagation-length guided surface waves2022

    • 著者名/発表者名
      JJ Delaunay, CZ Deng, YH Ho, T. Yatsui, H. Tabata
    • 学会等名
      APNFO13
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Facile fabrication of Aluminum-black silicon nano-eggs structure over large area for deep-UV surface-enhanced resonance Raman spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      (62)BW Lin, YH Tai, YC Lee, D Xing, HC Lin, H Yamahara, YLun Ho, H. Tabata, H. Daiguji, J.-J. Delaunay
    • 学会等名
      JSAP-Optica-SPP Joint Symposia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On-Chip Perovskite Nanocrystal Laser Integrated with Long-Range Surface Plasmon Polariton Waveguide by Etching-Free Lithographic Pattern2022

    • 著者名/発表者名
      (63)Y Lee, HC Lin, C Lin, YL Ho, D Xing, MH Chen, BW Lin, L Chen, CW Chen, JJ Delaunay,
    • 学会等名
      JSAP-Optica-SPP Joint Symposia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low threshold plasmonic lattice laser based on CsPbBr3 quantum dots with directional emission2022

    • 著者名/発表者名
      (64)D. Xing, CC Lin, YL Ho, YC Lee, MH Chen, BW Lin, CW Chen, JJ Delaunay
    • 学会等名
      JSAP-Optica-SPP Joint Symposia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasmonic Nanolaser by Silver Nanowire Embedded in CsPbBr3 Quantum Dots2021

    • 著者名/発表者名
      Di Xing, Cheng-Chieh Lin, Phillip Won, Rong Xiang, Tzu-Pei Chen, A Syazwan A Kamal, Yang-Chun Lee, Ya-Lun Ho, Shigeo Maruyama, Seung Hwan Ko, Chun-Wei Chen, Jean-Jacques Delaunay
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia at The 82nd JSAP Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitive Small Molecule Detection Using Coupling of Image Dipoles of Gold Nanoparticles and Fano Resonance of Periodic Gold Nanostructures2021

    • 著者名/発表者名
      Chia-Wen Kuo, Sheng-Han Wang, Shu-Cheng Lo, Ya-Lun Ho, Jean-Jacques Delaunay, Pei-Kuen Wei
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia at The 82nd JSAP Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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