慶應義塾大学大学院理工学研究科の田邉孝純准教授らの研究グループはフォトリソグラフィという方法を用いてナノ光共振器を作製することに成功しました。光を利用した情報処理技術の実現に向けて大きく前進しました。

 パソコンやスマートフォンの普及により急増したインターネット上の通信量は光通信技術によって支えられています。しかし光として送られてきた信号も最終的には電気信号に変換してから処理しなければならず、発熱によるエネルギーのロスを生じます。このような問題を解決するために、電気信号を処理する回路を光信号処理回路で置き換えるのがフォトニクス技術です。フォトニクス技術を担う材料として、ナノスケールの小さな空間に光を閉じ込めることができるフォトニック結晶が有力候補とされています。いかに安価に精密なものを作製するかは技術の普及において大きな問題となります。

フォトニック結晶はシリコンの薄い膜にナノスケールの穴を規則正しく開けたものです。これまでは電子線描画という高価で時間がかかる方法で作製されてきました。一方で、フォトリソグラフィ―という方法は精密さの点で劣るものの、安価で大量生産にも適しています。この研究では幅変化型という構造を採用することで高精度化に成功しました。また、こうして作られた素子は全光信号処理を行うのに十分な性能を示すことも確認しました。

 情報処理の全ての部分を光信号処理回路で置き換えることができれば、電子回路の発熱によるエネルギーロスを減らすことができます。質が良いフォトニック結晶を安価で大量に生産することができれば、究極的な省電力集積回路の実現が近くなるでしょう。

出典:【慶應義塾大学】CMOSプロセスで作製したナノ光共振器の世界最高性能を達成

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大学ジャーナルオンライン編集部

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