動的バンドエンジニアリングによるシリコンフォトニクスデバイスの広帯域波長可変動作

• 研究課題/領域番号: 25H00738
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 石川 靖彦 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60303541)
• 研究分担者: 藤方 潤一 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (00869159)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2030-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円); 2025年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
• キーワード: シリコンフォトニクス / 動的バンドエンジニアリング / 波長可変 / ゲルマニウム受光器 / ゲルマニウム光変調器

研究開始時の研究の概要

半導体のバンドギャップを外部電圧で制御する動的バンドエンジニアリングを実現し、シリコンフォトニクスに不可欠なゲルマニウム受光器・光変調器の波長可変動作へ応用することを目的とする。波長資源が拡大し、通信（伝送レート向上）・非通信（分光分析等）の両応用の発展へ貢献できる。シリコン上ゲルマニウム層へ格子ひずみを誘起することでバンドギャップ制御を行う。圧電性を示す窒化アルミニウム膜を可変応力源として利用する。ゲルマニウム細線の上部や側部に堆積した窒化アルミニウム膜へ外部電圧を印加することで応力を発生させ、ゲルマニウムへ格子ひずみを誘起する。この新機構の有効性を示すとともに、受光器・光変調器へ適用する。