【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1021
利用課題名 / Title
UNIQUE DISPERSION RELATION FOR PLASMONIC PHOTODETECTORS WITH SUBMICRON GRATING
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
表面プラズモン,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,EB,IoTセンサ/ IoT sensor,フォトニクス/ Photonics
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
菅哲 朗
所属名 / Affiliation
国立大学法人電気通信大学 大学院情報理工学研究科 機械知能システム学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
金田裕喜
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-500：高速大面積電子線描画装置
UT-604：高速シリコン深掘りエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
連続した波長の光の分光を目的とした，表面プラズモン共鳴式光検出器によるインコヒーレント光の分光ついて報告する。表面プラズモン共鳴式光検出器は，特定の波長に対応する入射角で光を吸収する表面プラズモン共鳴を電流検出することができる。この分光法では，あらかじめ測定した単色光の波長ごとの光電流スペクトルをもとに，入射光の光電流スペクトルから光強度を再構成する。本研究では，単色光と異なるインコヒーレントな光を入射し，入射光について分光結果を市販分光器と比較し性能を評価した。
実験 / Experimental
電子線描画装置F5112でn-Siウエハ上にピッチ0。95 [μm]の回折格子をパターニングし、高速シリコン深掘りエッチング装置MUC-21 ASE-Pegasusを用いて，溝深さ80 [nm]の回折格子を形成した。さらに、電気通信大学クリーンルームにて100 [nm]の厚さのAu膜を回転蒸着により製膜し，裏面にAlを製膜した。
結果と考察 / Results and Discussion
光検出器の回折格子ピッチは、シングルミクロンスケールで構成されており、高精度なリソグラフィが必要であった。東京大学のF5112で製作した回折格子パターンは、サブミクロンサイズで非常に高精度にパターニングされており、この光検出器によりより正確な分光結果を得ることができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
(a) A photograph of the device (b) The surface of the garting measured by atomic force microscope
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Yuki Kaneda, Unique Dispersion Relation for Plasmonic Photodetectors with Submicron Grating, 2023 IEEE 36th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), , (2023).
DOI: 10.1109/MEMS49605.2023.10052298
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 金田 裕喜, 大下 雅昭, 山岡 詩菜, 齋藤 史郎, 菅 哲朗, "プラズモニック分光素子による連続スペクトルの分光の研究" 第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム(徳島), 2022年11月15日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件