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我々は近接場光を用いたナノ寸法の光集積回路を世界に先駆けて提案し、これまでにその基礎理論、デバイス原理、光加工技術、システム構成技術などの各種基盤技術を研究してきた。本研究はナノフォトニック技術の近年の急速な進歩と、システムの基本検討を統合し、回折限界以下のナノスケールに機能を詰め込んだ光集積システムについて、ナノフォトニックデバイスやシステムの理論限界・技術限界を、基礎実験データや近接場光相互作用理論などに基づいてより精緻に検討するとともに、半導体量子ドットやナノロッドなどの具体的材料を用いて実験的にシステム機能を実証することを目指す。
上記の目的に対応して以下の3項の研究を実施した。
(1)近接場光相互作用に基づくナノ構造生成技術の基礎検討
近接場光相互作用を用いたナノ構造の生成技術として、酸化亜鉛ナノロッドの近傍に生成される近接場光を介した構造生成技術等を実験的に検討した。
(2)近接場光相互作用によるエネルギー移動と相互作用の階層性を用いたシステム機能の検討
上記(1)の結果として得られるナノ構造をシステムとして用いる際の重要な原理である、近接場光相互作用によるエネルギー移動と相互作用の階層性について、酸化亜鉛ナノロッドなどの具体的材料の特性も踏まえながらシステム機能を設計した。具体的には、(1)のナノロッドの幾何学的形状及びそれに付随して生成される近接場の特徴を用いたセキュリティ機能などを検討した。
(3)ナノフォトニックシステムにおけるインターコネクションの検討
上記(2)を含めナノ領域の光システムに不可欠なインターコネクション技術を検討した。具体的には、半導体ナノ微粒子配列間の近接場光相互作用に基づくインターコネクション方式について、基本原理の検証実験を進めるとともに、アライメント耐性の解析やナノ微粒子の配列技術などシステムの基本性能の分析と基盤技術の整備に着手した。
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