ＭＯＳ構造を用いた表面プラズモン共鳴による光変調の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560399
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 田部井 哲夫 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 特任助教 (40536124)
• 研究分担者: 横山 新 広島大学, ナノデバイスバイオ融合科学研究所, 教授 (80144880)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 光変調器 / シリコンフォトニクス / 表面プラズモン

研究概要

小型，高消光比，低消費電力であるLSI上光配線用シリコン光変調器の開発を目標として，金属-酸化膜-半導体(MOS)構造を有し，度を制御するシリコン光変調器の実現可能性を理論，実験の両面から検討した。表面プラズモンとは金属-誘電体界面に生じる電子の集団運動と電磁波の連成波である。数値解析から提案する素子は数十umのサイズで高い消光比が得られることが分かった。また実際に素子を試作し，表面プラズモン共鳴によるものと思われる光変調を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Proposal of a silicon optical modulator based on surface plasmon resonance (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tabei and S. Yokoyama
  • 雑誌名: Proc. SPIEProc. SPIE 8431, Sili- con Photonics and Photonic Integrated Cir- cuits III 巻: 8431 ページ: 84311K-1 – 84311K-6
  • DOI: 10.1117/12.922864
• [学会発表] テーパー構造を持つ表面プラズモン共鳴型シリコン光変調器 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田部井哲夫, 横山新
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] Optical modula- tion based on surface plasmon resonance us- ing metal-insulator-semiconductor struc- ture (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tabei, S. Yokoyama
  • 学会等名: 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Fukuoka
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴をベースとした金属-絶縁膜-半導体トランジスタ型シリコン光変調器 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田部井哲夫, 横山新
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴型シリコン光変調器の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田部井哲夫, 横山新
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] MOS構造を用いた表面プラズモン共鳴をベースとするシリコン光変調器 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田部井哲夫, 横山新
  • 学会等名: 日本学術振興会光エレクトロニクス第130委員会
  • 発表場所: 東京理科大学森戸記念館
  • 年月日: 2012-12-06
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴をベースとしたシリコン光変調器の試作 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田部井哲夫, 横山新
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Proposal of a silicon optical modulator based on surface plasmon resonance (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tabei, S. Yokoyama
  • 学会等名: SPIE Photonics Europe 2012
  • 発表場所: Brussels, Belgium
  • 年月日: 2012-04-19
• [学会発表] 表面プラズモン共鳴をベースとしたシリコン光変調器の提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田部井哲夫, 横山新
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-18