シリコンフォトニクスの嗅覚センサチップへの展開

硅光子学在嗅觉传感器芯片中的应用

• 批准号: 19656017
• 负责人: 石川 靖彦
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19656017/
• 关键词: 微小共振器; 応用工学・量子光工学; 計測工学; 応用光学・量子光工学

シリコンを利用した微小光デバイス技術-Siフォトニクス-が、大規模集積回路の動作速度や機能を飛躍的に向上させる観点から研究が活発化している。本研究では、情報通信分野への応用が主体のSiフォトニクスを、医療・ライフサイエンス分野へ展開することを最終目標とする。特に、「ニオイ」の源となる気体分子を高感度検出する「嗅覚センサチップ-フォトニックノーズ-」を開拓することを目標として研究を進めてきた。研究期間内の具体的な目的は、嗅覚センサチップの開拓に向け、・SiO2上に形成されたSiリング光共振器の分子検出機能を実証することであり、これまでにSOIウエハを電子ビームリソグラフィとドライエッチングにより加工することで、リング光共振器に2本の単一モード細線光導波路(0.4μm、高さは0.2μm)が近接して形成された構造(センシング部)を作製することを可能としている。当初は作製したSi導波路の側壁荒れに起因した散乱損失が100dB/cm程度と大きい状況であったが、作製プロセスの最適化を進めた結果、微量分子のセンシングに必要な高いQ値(>10000)を有するリング光共振器を得ることができるようになった。今年度は、センシング機能実証の実験として、・作製したリング共振器の表面を1.5ミクロン帯の波長で吸収をもつエタノールや水で覆った場合の光伝搬特性の変化の測定を行った。その結果、エタノールや水の被覆により、・クラッド層の屈折率変化による共振波長のシフト・OH基の振動励起により発生する光吸収による共振ピークの減少、半値幅の増加(Q値の低下)を確認した。すなわち、リング共振器が分子センシング機能を有することを実証できた。

Tiny light シ リ コ ン を using し た デ バ イ ス technologies - Si フ ォ ト ニ ク ス - が, large-scale integrated circuit の movement speed や function を leap upward に さ せ る 観 point か ら research が live 発 し て い る. This study で は, intelligence communication eset へ の 応 with が subject の Si フ ォ ト ニ ク ス を, medical ラ イ フ サ イ エ ン ス eset へ expand す る こ と を ultimate goal と す る. に, "ニ オ イ" の source と な る 気 body molecular を 検 Gao Gan degrees out す る "sniffed 覚 セ ン サ チ ッ プ - フ ォ ト ニ ッ ク ノ ー ズ -" を pioneering す る こ と を target と し を て research into め て き た. Study period の specific purpose な は, olfactory 覚 セ ン サ チ ッ プ の に form on pioneering に け, · SiO2 さ れ た Si リ ン グ optical resonator の molecular 検 out function を card be す る こ と で あ り, こ れ ま で に SOI ウ エ ハ を electronic ビ ー ム リ ソ グ ラ フ ィ と ド ラ イ エ ッ チ ン グ に よ り processing す る こ と で, リ ン グ optical resonator に 2 This の 単 a モ ー ド thin line optical wave road (0.4 mu m, high さ は 0.2 microns) が nearly meet し て form さ れ た structure (セ ン シ ン グ) を cropping す る こ と を may と し て い る. Original は cropping し の た Si guided wave road side waste れ に cause し た scattered loss が 100 db/cm large degree と き い condition で あ っ た が, cropping プ ロ セ ス の optimization を into め た results, trace molecular の セ ン シ ン グ に な necessary high い Q numerical (> 10000) を す る リ ン グ optical resonator を must る こ と が で き る よ う に な っ た. Our は, セ ン シ ン グ function be card の be 験 と し て, · a し た リ ン グ resonator の surface を 1.5 ミ ク ロ ン 帯 の で 収 absorption wavelength を も つ エ タ ノ ー ル や water で fu っ た occasions の light 伝 move features の variations change の line measurement を っ た. そ の results, エ タ ノ ー ル や water の coating に よ り, · ク ラ ッ ド layer の inflectional rate - the に よ る resonance wavelength の シ フ ト · OH base の vibration excitation on に よ り 発 raw す る light absorption 収 に よ る resonance ピ ー ク の reduce, half numerical picture の rights and numerical の is low (Q) を confirm し た. す な わ ち, リ ン グ resonator が molecular セ ン シ ン グ function を have す る こ と を card be で き た.

项目成果

シリコン上ゲルマニウム受光素子-現状と将来-

硅基锗光电探测器 - 现状与未来 -

• 发表时间: 2008
• 作者: Yasuhiko Ishikawa;Kazumi Wade;石川靖彦
• 通讯作者: 石川靖彦

シリコンフォトニクスと高速光デバイス

硅光子学和高速光学器件

• 发表时间: 2007
• 作者: 石川靖彦;和田一実
• 通讯作者: 和田一実

Ge for Si Photonics

Ge 用于硅光子学

• 发表时间: 2009
• 作者: Yasuhiko Ishikawa;Kazumi Wade
• 通讯作者: Kazumi Wade

Germanium for silicon photonics

• DOI: 10.1016/j.tsf.2009.10.062
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: THIN SOLID FILMS
• 影响因子: 2.1
• 作者: Ishikawa, Yasuhiko;Wada, Kazumi
• 通讯作者: Wada, Kazumi