イオン照射による高分子光導波路の屈折率上昇機構解明と光制御デバイス開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22656077
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 大木 義路 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70103611)
• 連携研究者: 劉 昇俊 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (90516668)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: イオン照射 / 屈折率上昇 / 高分子導波路 / 光制御材料 / 高密度化 / 絶縁材料 / 非晶質

研究概要

本研究は、高分子光導波路においても非晶質シリカガラスと同様に、イオン照射により屈折率上昇を誘起させられ、デバイスの開発につなげられるかどうかを検証することを目的としている。フッ素化ポリイミドに加速エネルギー1.0 MeVのH+イオンを照射し、ハロゲンランプを励起源とした分光エリプソメトリによって屈折率を実測したところ、屈折率上昇は、3.3%とシリカガラスにイオンを注入した場合に生じる屈折率の最大変化量1.0%をはるかに超える大きな値となり、高分子光導波路の高機能化に十分寄与できる可能性があることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] A Study of the Critical Factor Determining the Size of Etched Latent Tracks Formed on SiO2 Glass by Swift-Cl-ion Irradiation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nomura, Yoshimichi Ohki, Makoto Fujimaki, Xiaomin Wang, Koichi Awazu, and Tetsuro Komatsubara
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, Section B-Beam Interactions with Materials and Atoms 巻: Vol.272 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape-Sensitive Reflectance by Nanostructured Metal Attached on an Optical Waveguide-Mode Sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Sato, Yoshimichi Ohki, Ken-ichi Nomura, Makoto Fujimaki, and Koichi Awazu
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: Vol.22 ページ: 245503(1)-245503(6)
  • 査読あり
• [学会発表] イオン照射によるフッ素化ポリイミドの屈折率上昇とその原因 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新井之貴, 大木義路, 齋藤圭祐, 西川宏之
  • 学会等名: 2011年度放電学会年次大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] Various Ion-induced Phenomena Appearing in Dielectric Materials and Their Applications to Optical Devices and Biosensors (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohki, Y. Arai, S. J. Yu, K. Nomura, and M. Fujimaki
  • 学会等名: 2011 International Symposium on Electrical Insulating Materials
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 高エネルギーイオン照射による非晶質物質の屈折率上昇とその導波路型光制御デバイスへの応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 劉昇俊, 上田雄二, 大木義路, 藤巻真
  • 学会等名: 第41回電気電子絶縁材料システムシンポジウム予稿集
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 20101100
• [学会発表] 導波路型光制御デバイスへのイオン注入効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 劉昇俊
  • 学会等名: 放電学会若手セミナー2010ポスターセッション予稿集
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20100900
• [学会発表] A Critical Factor Determining the Sizes of Etched Latent Tracks in Silica Glass Formed by Swift Cl Ions (2010)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Nomura, Yoshimichi Ohki, Makoto Fujimaki, Xiaomin Wang, Koichi Awazu, and Tetsuro Komatsubara
  • 学会等名: 17th International Conference on Ion Beam Modification of Materials
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20100800
• [学会発表] 高速重イオン照射により絶縁体中に生じる構造変化の機構と微細加工への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 野村健一, 大木義路, 藤巻真, 王暁民, 粟津浩一, 小松原哲郎
  • 学会等名: 第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会プロシーディングス
  • 発表場所: 東京大学(東京)
  • 年月日: 2010-07-03