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プラズモン導波路を用いる光配線用超小型光検出器の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24656046
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

荒井 滋久  東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 教授 (30151137)

連携研究者 雨宮 智宏  東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 助教 (80551275)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードフォトディテクタ / 光配線 / 光エレクトロニクス / プラズモニクス / 半導体受光器 / 変調器
研究概要

半導体導波路型光デバイスにプラズモニクスの概念を融合することによって、高速性と微細性を兼ね備える導波路型フォトディテクタおよび変調器に関する研究を行った。
プラズモン受光器については、有限要素法解析を用いて500nm幅の細線導波路への結合効率および伝搬損失を求めると共に、実際に構造を試作した。電界吸収型プラズモン変調器について、キャリア解析および有限要素法を用いたモード解析の結果、バイアス印加時の変調効率4.5 dB/micronmeter、無バイアス時の損失は1.5 dB/micronmeterが得られ、性能指数としては世界の他のプラズモン変調器に比べて2-3倍程度良い値が得られた。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (46件) (うち招待講演 6件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional Nanostructuring in YIG Ferrite with Femtosecond Laser2013

    • 著者名/発表者名
      Tomo Amemiya, Shigehisa Arai, Tetsuya Mizumoto, Yuya Shoji, Takuo Tanaka, Atsushi Ishikawa, Masaaki Tanaka, and Pham Hai
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 39 号: 2 ページ: 212-215

    • DOI

      10.1364/ol.39.000212

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1364/OL.39.000212

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 【解説】オンチップ光通信に向けたプラズモニクス~世界の今とこれから~2013

    • 著者名/発表者名
      雨宮智宏, 荒井滋久
    • 雑誌名

      光アライアンス(日本工業出版)

      巻: Vol. 24, No. 9 ページ: 42-48

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 【解説】 オンチップ光通信に向けたプラズモニクス ~世界の今とこれから~2013

    • 著者名/発表者名
      雨宮智宏、荒井滋久
    • 雑誌名

      光アライアンス(日本工業出版)

      巻: 24 ページ: 42-48

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-loss GaInAsP wire waveguide on Si substrate with Benzocyclobutene adhesive wafer bonding for membrane photonic circuits2012

    • 著者名/発表者名
      J. Lee, Y. Maeda, Y Atsumi, Y. Takino, N. Nishiyama, S. Arai
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: Vol. 51 号: 4R ページ: 042201-042201

    • DOI

      10.1143/jjap.51.042201

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GalnAsP/InP Lateral Current Injection Laser with Uniformly Distributed Quantum Well Structure2012

    • 著者名/発表者名
      M. Futami, T. Shindo, T. Koguchi, K. Shinno, T. Amemiya, N. Nishiyama, S. Arai
    • 雑誌名

      IEEE Photon. Technol. Lett.

      巻: Vol. 24 号: 11 ページ: 888-890

    • DOI

      10.1109/lpt.2012.2190053

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Permeability control in InP-based photonic platforms2014

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya, T. Kanazawa, A. Ishikawa, J. Kang, N. Nishiyama, Y. Miyamoto, T. Tanaka, and S. Arai
    • 学会等名
      The Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2014
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-06-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optical and magnetic microstructures in YIG ferrite fabricated by femtosecond laser2014

    • 著者名/発表者名
      A. Ishikawa, T. Amemiya, Y. Shoji, P. N. Hai, M. Tanaka, T. Mizumoto, S. Arai, and T. Tanaka
    • 学会等名
      The 15th Int'l Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2014)
    • 発表場所
      Vilnius, Lithuania
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of Optical Interconnection using Photonic Wire Bonding2014

    • 著者名/発表者名
      Z. Gu, T. Amemiya, A. Ishikawa, Y. Atsumi, J. Kang, Y. Hayashi, J. Suzuki, E. Murai, T. Hiratani, N. Nishiyama, T. Tanaka, and S. Arai
    • 学会等名
      The 15th Int'l Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2014)
    • 年月日
      2014-06-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Three-dimensional Nanostructuring in YIG Ferrite with Femtosecond Laser2014

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya, A. Ishikawa, Y. Shoji, P.N. Hai, M. Tanaka, T. Mizumoto, T. Tanaka, and S. Arai
    • 学会等名
      The Conference on Lasers and Electro-Optics 2014 (CLEO 2014)
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Asymmetric Invisibility Cloaking Theory Based on the Concept of Effective Electromagnetic Fields for Photons2014

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya, M. Taki, T. Kanazawa, and S. Arai
    • 学会等名
      APS March Meeting 2014
    • 年月日
      2014-05-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ギャッププラズモンとITOを利用したGaInAsP/InP GSPP変調器の特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      村井英淳, 雨宮智宏, 顧之琛, 西山伸彦, 荒井滋久
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] シリコンCMOSとの融合集積を目指したIII-V族光電子デバイスの現状と展望2014

    • 著者名/発表者名
      荒井滋久
    • 学会等名
      電子情報通信学会2014年総合大会, 新潟, CK-1, エレクトロニクスソサイエティプレナリー講演2
    • 年月日
      2014-03-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによるYIGフェライト3次元光造形2014

    • 著者名/発表者名
      雨宮智宏, 石川篤, 庄司雄哉, P. N. Hai, 田中雅明, 水本哲弥, 田中拓男, 荒井滋久
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 年月日
      2014-03-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 光子における有効電磁場を使った非対称光学迷彩2014

    • 著者名/発表者名
      雨宮智宏, 瀧雅人, 金澤徹, 荒井滋久
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 年月日
      2014-03-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーを用いたCe : YIGへの3次元光ナノ加工2014

    • 著者名/発表者名
      石川篤, 雨宮智宏, 庄司雄哉, P. N. Hai, 田中雅明, 水本哲弥, 田中拓男, 荒井滋久
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 年月日
      2014-03-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] フォトニックワイヤーボンディングを用いたSi光回路間の伝搬特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      顧之琛, 雨宮智宏, 石川篤, 鈴木純一, 村井英淳, 姜晙炫, 平谷拓生, 渥美裕樹, 西山伸彦, 田中拓男, 荒井滋久
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 年月日
      2014-03-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Photonic metamaterials for InP-based optical communication devices2013

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya
    • 学会等名
      3rd International Conference on Nanotek and Expo (Nanotek 2013)
    • 年月日
      2013-12-04
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Photonic metamaterials in semiconductor optical devices2013

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya, T. Kanazawa, A. Ishikawa, S. Myoga, J. Kang, N. Nishiyama, Y. Miyamoto, T. Tanaka, and S. Arai
    • 学会等名
      2013 EMN Open Access Week
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2013-10-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Semiconductor Membrane Photonic Devices for Ultra-low Power Consumption Operation2013

    • 著者名/発表者名
      S. Arai, N. Nishiyama, T. Amemiya, T. Shindo, J. Lee, M. Futami, K. Doi, and T. Hiratani
    • 学会等名
      IEEE Photonics Society Summer Topical Meeting Series 2013
    • 年月日
      2013-07-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lateral Current Injection Type Membrane DFB Lasers2013

    • 著者名/発表者名
      S. Arai, N. Nishiyama, T. Amemiya, T. Shindo, M. Futami, and K. Doi
    • 学会等名
      The Int.10th Conf. on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2013)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-07-04
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrically-driven Permeability- controlled Optical Modulator using Mach-Zehnder Interferometer with Metamaterial2013

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya, T. Kanazawa, A. Ishikawa, S. Myoga, E. Murai, T. Shindo, J. Kang, N. Nishiyama, Y. Miyamoto, T. Tanaka, and S. Arai
    • 学会等名
      The Conference on Lasers and Electro-Optics 2013 (CLEO 2013)
    • 年月日
      2013-06-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] SiO2マスクを用いた量子井戸無秩序化における多重量子井戸のバンドギャップ波長変化2013

    • 著者名/発表者名
      山原 佳晃
    • 学会等名
      第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学、厚木
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] GaInAsP/InP半導体薄膜レーザの室温連続動作2013

    • 著者名/発表者名
      土居 恭平
    • 学会等名
      第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学、厚木、神奈川
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 半導体薄膜光集積に向けたOMVPEによるGaInAsPのButt-Joint再成長2013

    • 著者名/発表者名
      井上 大輔
    • 学会等名
      第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学、厚木、神奈川
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] オンチップ光配線に向けた半導体薄膜レーザの低消費電力構造の検討2013

    • 著者名/発表者名
      進藤 隆彦
    • 学会等名
      第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学、厚木、神奈川
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] GaInAsP/InP半導体薄膜レーザの低消費電力動作に向けた構造設計2013

    • 著者名/発表者名
      平谷 拓生
    • 学会等名
      第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学、厚木、神奈川
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Improved Quantum Efficiency of GaInAsP/InP Top Air-Clad Lateral Current Injection Lasers2012

    • 著者名/発表者名
      M. Futami
    • 学会等名
      2012 IEEE Optical Int. Conf. (OIC-2012)
    • 発表場所
      Hilton Santa Fe Historic Plaza, Santa Fe, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 10 Gb/s Operation of GaInAs/InP Top Air-Clad. Lateral Junction Waveguide-type Photodiode2012

    • 著者名/発表者名
      T. Shindo
    • 学会等名
      2012 IEEE Optical Int. Conf. (OIC-2012)
    • 発表場所
      Hilton Santa Fe Historic Plaza, Santa Fe, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Compact InP-based 1×2 MMI Splitter on Si Substrate with BCB Wafer Bonding for Membrane Photonic Circuits2012

    • 著者名/発表者名
      J. Lee
    • 学会等名
      The 24th Int. Conf. Indium Phosphide and Related Materials (IPRM-2012)
    • 発表場所
      UCSB, Santa Barbara, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Low-Threshold Operation of LCI-Membrane-DFB Lasers with Be-doped GaInAs Contact Layer2012

    • 著者名/発表者名
      M. Futami
    • 学会等名
      The 24th Int. Conf. Indium Phosphide and Related Materials (IPRM-2012)
    • 発表場所
      UCSB, Santa Barbara, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Modulation Bandwidth of GaInAsP/InP Lateral-Current-Injection Membrane Laser2012

    • 著者名/発表者名
      T. Shindo
    • 学会等名
      The 23rd IEEE Int. Semiconductor Laser Conf. (ISLC-2012)
    • 発表場所
      Mission Valley Marriott, San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] GaInAsP横方向接合型薄膜フォトダイオードの特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      山原 佳晃
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2012年ソサイエティ大会
    • 発表場所
      富山大学、富山
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] InP系横接合型半導体薄膜能動光素子と細線光導波路のテーパー結合2012

    • 著者名/発表者名
      李 智恩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2012年ソサイエティ大会
    • 発表場所
      富山大学、富山
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Beドープp-GaInAsコンタクト層を有する薄膜DFBレーザのしきい値低減2012

    • 著者名/発表者名
      二見 充輝
    • 学会等名
      第73回秋季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学、松山、愛媛
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] オンチップ光配線に向けた半導体薄膜レーザの熱特性に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      土居 恭平
    • 学会等名
      第73回秋季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学、松山、愛媛
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属側壁層を有するInP系プラズモニック導波路の曲げ特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      村井 英淳
    • 学会等名
      第73回秋季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学、松山、愛媛
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrically-driven Permeability-controlled Optical Modulator using Mach-Zehnder Interferometer with Metamaterial

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya
    • 学会等名
      The Conference on Lasers and Electro-Optics 2013 (CLEO 2013)
    • 発表場所
      San Jose, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Photonic metamaterials in semiconductor optical devices

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya
    • 学会等名
      2013 EMN Open Access Week
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photonic metamaterials for InP-based optical communication devices

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya
    • 学会等名
      3rd International Conference on Nanotek and Expo (Nanotek 2013)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Asymmetric Invisibility Cloaking Theory Based on the Concept of Effective Electromagnetic Fields for Photons

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya
    • 学会等名
      APS March Meeting 2014
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional Nanostructuring in YIG Ferrite with Femtosecond Laser

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya
    • 学会等名
      The Conference on Lasers and Electro-Optics 2013 (CLEO 2014)
    • 発表場所
      San Jose, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Optical Interconnection using Photonic Wire Bonding

    • 著者名/発表者名
      Z. Gu
    • 学会等名
      The 15th Int’l Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2014)
    • 発表場所
      Vilnius, Lithuania
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Permeability control in InP-based photonic platforms

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya
    • 学会等名
      The Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2014
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] メタマテリアルを用いたInP系プラットフォームにおける透磁率制御

    • 著者名/発表者名
      雨宮 智宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 光エレクトロニクス研究会(OPE)
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] フォトニックワイヤーボンディングを用いたSi光回路間の伝搬特性解析

    • 著者名/発表者名
      顧 シチン
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光子における有効電磁場を使った非対称光学迷彩

    • 著者名/発表者名
      雨宮 智宏
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒レーザーによるYIGフェライト3次元光造形

    • 著者名/発表者名
      雨宮 智宏
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ギャッププラズモンとITOを利用したGaInAsP/InP GSPP変調器の特性解析

    • 著者名/発表者名
      村井 英淳
    • 学会等名
      第61回春季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GaInAsP/InP半導体薄膜DFBレーザの電流注入動作と熱特性解析

    • 著者名/発表者名
      土居 恭平
    • 学会等名
      電子情報通信学会・レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      東北大学、仙台、宮城
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] GaInAsP/InP横方向電流注入型半導体薄膜レーザの低しきい値動作化

    • 著者名/発表者名
      進藤 隆彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会・レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      機械振興会館、東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] オンチップ光回路のためのBCB貼り付けを用いたSi基板上InP薄膜受動素子の特性

    • 著者名/発表者名
      李 智恩
    • 学会等名
      電子情報通信学会・光エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      機械振興会館、東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.pe.titech.ac.jp/AraiLab/index.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] 荒井・西山伸彦研究室

    • URL

      http://www.pe.titech.ac.jp/AraiLab/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 荒井・西山伸彦研究室 研究内容

    • URL

      http://www.pe.titech.ac.jp/AraiLab/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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