高分子フォトニック結晶によるアクティブ光機能デバイスの研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19675004
• 研究種目: 若手研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 横山 士吉 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (00359100)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: フォトニック結晶 / 先端機能デバイス / 高分子合成 / 光物性

研究概要

有機・高分子材料のナノ・マイクロ加工技術によって飛躍的な性能向上が期待できる高分子フォトニック素子を作製し、非線形光学特性を中心とした光学特性を応用した高分子光デバイスの研究を行った。光機能性高分子の合成では、従来の材料特性を大きく超える非線形光学高分子の合成に成功し、フォトニック結晶を応用した電場増強効果による光学特性の増強を見いだした。また、高精度・高機能化のため光機能性高分子と高精度ナノ光学構造を複合したハイブリッド型デバイスについても検討を進め、高精度な光制御につながる優れた光学特性を見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Large Electro-Optic Activity and Enhanced Temporal Stability of Methacrylate-Based Crosslinking Hyperbranched Nonlinear Optical Polymer (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mori, K. Nakaya, X. Piao, K. Yamamoto, A. Otomo, and S. Yokoyama
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A 巻: 50 ページ: 1254-1260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Electro-optic Activity by a Simple Donor Strengthening Approach (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Piao, X. Zhang, S. Inoue, H. Miki, I. Aoki, A. Otomo, and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Org. Electron 巻: 12 ページ: 1093-1097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Optical Side-chain Polymers Postfunctionalized with High-βChromophores Exhibiting Large Electro-optic Property (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Piao, Z. Zhang, Y. Mori, M. Koishi, A. Nakaya, S. Inoue, I. Aoki, A. Otomo, and S. Yokoyama
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A 巻: 49 ページ: 47-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Modified Donor Units on Molecular Hyperpolarizability of Thienyl-Vinylene Nonlinear Optical Chromophores (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Zhang, I. Aoki, X. Piao, S. Inoue, H. Tazawa, S. Yokoyama, and A. Otomo
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett 巻: 51 ページ: 5873-5876
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Electro-optic Response of a Poled Polymer in a Reflection-type Microcavity (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Inoue, S. Inoue, and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Opt Comm 巻: 283 ページ: 2935-2938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of Two-photon Excited Fluorescence from Quantum Dots on SiN Photonic, Crystal (2010)
  • 著者名/発表者名: X. Xu, T. Yamada, and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Opt. Lett. 巻: 35 ページ: 309-311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymer Micro-structure Embedded in Two-Dimensional Photonic Crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki, S. Inoue, K. Nishio, H. Masuda, A. Otomo, and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Opt. Mater. 巻: 32 ページ: 543-546
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between Antibunching and Blinking of Photoluminescence from a CdSe/ZnS Quantum Dot (2009)
  • 著者名/発表者名: X. Xu, T. Yamada, and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Eur. Phys. J. 巻: 55 ページ: 691-697
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of an Ultra-compact Electro-optic Modulator Based on Nanoscale Plasmon Metal Gap Waveguides (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Inoue and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Elec. Lett. 巻: 45 ページ: 1087-1088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Optical Responses in Two-Dimensional Photonic Crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Inoue and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 470-472
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Binary Chromophore Polymers for Eelectro-optic Application (2009)
  • 著者名/発表者名: X. Piao, S. Inoue, S. Yokoyama, H. Miki, I. Aoki, A. Otomo, and H. Tazawa
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 518 ページ: 481-484
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of two-photon excited fluorescence in two-dimensional nonlinear optical polymer photonic crystal waveguide (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Inoue and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 99 ページ: 111110-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct determination of photonic band structure for waveguiding modes in two-dimensional photonic crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Inoue, S. Yokoyama, and Y. Aoyagi
  • 雑誌名: Opt. Exp. 巻: 16 ページ: 2461-2468
  • 査読あり
• [学会発表] 超高速光デバイスへの応用に向けた電気光学ポリマーの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横山士吉
  • 学会等名: 電子情報通信学会第21回ポリマー光回路研究会,電子情報通信学会第21回ポリマー光回路研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-10-20
• [学会発表] 超高速光通信用の高性能ポリマーとナノフォトニックデバイスへの応用,日本学術振興会 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横山士吉
  • 学会等名: 情報科学用有機材料第142委員会C部会(有機エレクトロニクス)第46回研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Enhanced Molecular Hyperpolarizability of FTC-based Chromophore and EO Polymer Application (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yokoyama, I. Aoki, Y. Feng, Y. Mori, A. Otomo, and K. Yamamoto
  • 学会等名: ICONO12
  • 発表場所: アイルランド
  • 年月日: 2011-09-09
• [学会発表] 低電力・超高速光変調器を目指した高効率電気光学ポリマーの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横山士吉
  • 学会等名: 日本化学会第90春年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-26
• [学会発表] Hyperbranched Polymer for Electro-optic(EO) and Photonic Crystal Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Yokoyama
  • 学会等名: SPIE, Photonic West
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-01-27
• [学会発表] Electro-Optic(EO) Host-Guest Hyperbranched Polymer over 100 pm/V (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Yokoyama
  • 学会等名: IUPAC 5th International Symposium on Novel Materials and Synthesis
  • 発表場所: 上海,中国
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] 物質空間とπ電子共役系分子の機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横山士吉
  • 学会等名: 日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2008-11-01
• [図書] 超高速変調のための電気光学ポリマーの開発「高分子」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 横山士吉, 朴賢卿, 大友明
  • 出版者: 高分子高分子学会
• [図書] 有機半導体デバイス-基礎から最先端材料・デバイス- (2010)
  • 著者名/発表者名: 横山士吉
  • 出版者: オーム出版社
• [図書] 光エレクトロニクス機能「ナノ空間材料の創製と応用」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 横山士吉
  • 出版者: フロンティア出版
• [図書] 高分子微細加工による光アクティブ・フォトニック結晶「化学工業」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上振一郎, 横山士吉
  • 出版者: 化学工業社
• [図書] 高分子非線形光学材料の飛躍的な復活「化学」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横山士吉
  • 出版者: 化学同人
• [備考]
  • URL: http://www.cm.kyushu-u.ac.jp/dv15/Yokoyama_Labo.ht
• [産業財産権] 高屈折率クラッド材料及び電気光学ポリマー光導波路 (2011)
  • 発明者名: :横山士吉,山本和広,安井圭,小澤雅昭,大土井啓祐
  • 権利者名: 九州大学、日産化学工業株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権, 2011-177559
  • 出願年月日: 2011-08-15
• [産業財産権] 2次非線形光学化合物及びそれを含む非線形光学素子 (2010)
  • 発明者名: 大友明,青木勲,三木秀樹,田澤英久,横山士吉
  • 権利者名: 情報通信研究機構,住友電工株式会社,九州大学
  • 産業財産権番号: 特許権、PCT/JP2010/064216
  • 出願年月日: 2010-08-24
  • 外国
• [産業財産権] 2次非線形光学化合物及びそれを含む非線形光学素子 (2010)
  • 発明者名: 大友明,青木勲,三木秀樹,田澤英久,横山士吉
  • 権利者名: 情報通信研究機構,住友電工株式会社,九州大学
  • 産業財産権番号: 特許権、特願2010-104951
  • 出願年月日: 2010-04-30
• [産業財産権] 2次非線形光学化合物及びそれを含む非線形光学素子 (2009)
  • 発明者名: 大友明,青木勲,三木秀樹,田澤英久,横山士吉
  • 権利者名: 情報通信研究機構,住友電工株式会社
  • 産業財産権番号: 特許権、特願2009-192738
  • 出願年月日: 2009-08-24