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SOI MOSFET単一フォトン検出器の高性能化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25286068
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関静岡大学

研究代表者

猪川 洋  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (50393757)

研究分担者 佐藤 弘明  静岡大学, 電子工学研究所, 助教 (00380113)
小野 篤史  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (20435639)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2014年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワード単一フォトン検出器 / ホール寿命 / 最大カウント・レート / ダーク・カウント / 表面プラズモンアンテナ / FinFET / 単電子トランジスタ / 最大カウントレート / ダークカウントレート
研究成果の概要

低ダーク・カウント(室温動作)、複数フォトンが同時入射した際のフォトン数分解能、低電圧動作などの優れた特徴を持つSOI MOSFET単一フォトン検出器を実用的なものとするために、受光面積、量子効率、動作速度などの観点で性能向上を図り、以下の成果を得た。(1) SPアンテナによる受光面積の拡大と量子効率の向上、(2)基板バイアス制御によるノイズ低減とホール寿命短縮、(3)出力信号シミュレーションと信号処理方式の検討による高速動作に対する要求条件の明確化と、実時間ディジタル信号処理の実現、(4) RF反射法による高速読み出しの実現、(5) FinFETによる世界初のフォトン検出と量子効率の改善。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Identification of Double Quantum Dots in Nanowire Devices by Single-Gate Sweeps2016

    • 著者名/発表者名
      H. Inokawa and Y. Takahashi
    • 雑誌名

      JJAP Conf. Proc.

      巻: 4 ページ: 011201-011201

    • DOI

      10.7567/jjapcp.4.011201

    • NAID

      120005746315

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication and single-electron-transfer operation of a triple-dot single-electron transistor2015

    • 著者名/発表者名
      M. Jo, T. Uchida, A. Tsurumaki-Fukuchi, M. Arita, A. Fujiwara, Y. Ono, K. Nishiguchi, H. Inokawa, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 118 号: 21

    • DOI

      10.1063/1.4936790

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of RF Reflection Method for MOSFET Electrometer Fabricated by Standard Integrated-Circuit Technology2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inokawa, Mitsuru Kawai, Hiroaki Satoh
    • 雑誌名

      International Journal of ChemTech Research

      巻: 7 ページ: 1623-1627

    • NAID

      120005556115

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of substrate voltage on noise characteristics and hole lifetime in SOI metal-oxide-semiconductor field-effect transistor photon detector2014

    • 著者名/発表者名
      Dedy Septono Catur Putranto, Purnomo Sidi Priambodo, Djoko Hartanto, Wei Du, Hiroaki Satoh, Atsushi Ono, Hiroshi Inokawa
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 22 号: 18 ページ: 22072-22079

    • DOI

      10.1364/oe.22.022072

    • NAID

      120005479950

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of Hole Lifetime in SOI MOSFET Single-Photon Detector2013

    • 著者名/発表者名
      Dedy Septono Catur Putranto,Wei Du,Hiroaki Satoh,Atsushi Ono,Purnomo Sidi Priambodo,Djoko Hartanto,Hiroshi Inokawa
    • 雑誌名

      MAKARA Journal of Technology

      巻: 17(1) ページ: 7-10

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of SOI Photodiode Sensitivity by Aluminum Grating2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inokawa, Hiroaki Satoh, Ken Kawakubo, and Atsushi Ono .
    • 雑誌名

      ECS Trans

      巻: 53 号: 5 ページ: 127-130

    • DOI

      10.1149/05305.0127ecst

    • NAID

      120005479953

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Material Dependence of Metal Grating on SOI Photodiode for Enhanced Quantum Efficiency2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Satoh, Ken Kawakubo, Atsushi Ono, and Hiroshi Inokawa
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 25 号: 12 ページ: 1133-1136

    • DOI

      10.1109/lpt.2013.2260138

    • NAID

      120005479954

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of Triple-Dot Single-Electron Transistor and its Turnstile Operation2015

    • 著者名/発表者名
      M. Jo, T. Uchida, A. Tsurumaki-Fukuchi, M. Arita, A. Fujiwara, Y. Ono, K. Nishiguchi, H. Inokawa and Y. Takahashi
    • 学会等名
      28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Refractive Index Measurement toward Integrated Optical Biosensing by Silicon-On-Insulator Photodiode with Surface Plasmon Antenna2015

    • 著者名/発表者名
      H. Satoh, S. Iwata, D. Sugiyama, A. Ono, and H. Inokawa
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Global Research and Education (Inter-Academia 2015)
    • 発表場所
      Congress Center in Hamamatsu ACTCITY, Hamamatsu, Japan
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面プラズモンアンテナ付SOIフォトダイオードを用いたショ糖水溶液の屈折率測定における性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 弘明、岩田 将平、小野 篤史、猪川 洋
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモンアンテナ付フォトダイオードを用いた屈折率測定の高感度化2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤弘明、岩田将平、小野篤史、猪川 洋
    • 学会等名
      信学技報 (IEICE Technical Report) ED2014-142, SDM2014-151
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2015-02-05 – 2015-02-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Recent Progress in Photodetectors Based on Silicon-On-Insulator2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inokawa, Hiroaki Satoh, Atsushi Ono, Dedy Septono Catur Putranto
    • 学会等名
      International Conference on Optoelectronics and Microelectronics Technology and Application (OMTA) 2014
    • 発表場所
      Tianjin, China
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ホールアレイ型金属回折格子付SOIフォトダイオードの斜入射光に対する分光感度特性2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤弘明、岩田将平、小野篤史、猪川洋
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子高密度配列による高感度SOIフォトダイオードの開発2014

    • 著者名/発表者名
      小野篤史、榎本靖、松村康史、佐藤弘明、猪川洋
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SOI photodiode with surface plasmon antenna: from sensitivity enhancement to refractive index measurement for biosensing2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inokawa
    • 学会等名
      2014 IEEE International Conference on Semiconductor Electronics (ICSE2014)
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属回折格子によるSOIフォトダイオードの感度向上2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤弘明、岩田将平、小野篤史、猪川 洋
    • 学会等名
      信学技報 (IEICE Technical Report) MW2014-61, OPE2014-30, EST2014-22, MWP2014-19
    • 発表場所
      室蘭工大、室蘭市
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Recent Advances in Photodetectors Based on Silicon-On-Insulator2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inokawa, Hiroaki Satoh, Atsushi Ono, Dedy Septono Putranto, and Tiwari Ajay
    • 学会等名
      The 2013 Korean-Japanese Student (KJS) Workshop
    • 発表場所
      Shizuoka Univ., Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Performance Estimation of SOI MOSFET Single-Photon Detector2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inokawa, Yuki Nakagami, Dedy Septono Catur Putranto, Hiroaki Satoh, Atsushi Ono, Purnomo Sidi Priambodo, and Djoko Hartanto
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Global Research and Education (Inter-Academia 2013)
    • 発表場所
      Sofia, Bulgaria
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of Photodetectors by Silicon-On-Insulator Material2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Inokawa, Hiroaki Satoh, Atsushi Ono, Dedy Septono Catur Putranto, Wei Du, Purnomo Sidi Priambodob, Djoko Hartanto
    • 学会等名
      The 13th International Conference on QIR (Quality in Research)
    • 発表場所
      Yogyakarta, Indonesia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Substrate Bias Effects on Noise and Minority Carrier Lifetime in SOI MOSFET Single-Photon Detector2013

    • 著者名/発表者名
      Dedy Septono Catur Putranto, Hiroaki Satoh, Atsushi Ono, Hiroshi Inokawa, Purnomo Sidi Priambodo, Djoko Hartanto, and Wei Du
    • 学会等名
      The 13th International Conference on QIR (Quality in Research)
    • 発表場所
      Yogyakarta, Indonesia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] hotodetection Characteristics of Fin-Type Field-Effect Transistors2013

    • 著者名/発表者名
      Dedy Septono Catur Putranto, Kazuhiko Endo, Meishoku Masahara, Hiroaki Satoh, Atsushi Ono, Purnomo Sidi Priambodo, Djoko Hartanto, and Hiroshi Inokawa
    • 学会等名
      The 15th Takayanagi Kenjiro Memorial Symposium
    • 発表場所
      Hamamatsu, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Photoresponse in SOI FinFET2013

    • 著者名/発表者名
      Dedy Putranto,遠藤和彦,昌原明植,佐藤弘明,小野篤史,Purnomo Priambodo,Djoko Hartanto,猪川洋
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      志社大学、京田辺市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] ナノシステム集積化分野

    • URL

      http://www.rie.shizuoka.ac.jp/?page_id=57

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] SOI MOSFETによる単一フォトン検出

    • URL

      http://www.oisc.shizuoka.ac.jp/cmsdesigner/dlfile.php?entryname=sangaku&entryid=00679&fileid=00000003&/zai15inokawa.pdf&disp=inline

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 研究内容 | 猪川研究室

    • URL

      http://www.rie.shizuoka.ac.jp/~nanosys/research.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] ナノシステム集積化分野 | 静岡大学 電子工学研究所

    • URL

      http://www.rie.shizuoka.ac.jp/?page_id=57

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 屈折率測定装置2016

    • 発明者名
      猪川洋、佐藤弘明、小野篤史
    • 権利者名
      静岡大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-02-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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