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教員詳細

佐藤 孝憲 [さとう たかのり]
助教|博士(工学)
メールアドレス tksato@eng.u-hyogo.ac.jp
head shot

研究テーマ:光集積デバイスの設計・開発(主に有限要素法による数値シミュレーション)

 現在の集積回路技術では、既にトランジスタ1個あたりの素子サイズ・電力消費ともに飽和しつつあり、革新的なデバイス開発が望まれています。 この問題を打破する切り口として、半導体チップ内の情報処理・伝送を「電気」ではなく「光」で行おうとする試みがなされています。 電子を直接動かす「電気」よりも、波で伝える「光」のほうが、よりエネルギー損失が少ないですし、光の波長はかなり短いため(=周波数が高いため)たくさんの情報を信号として乗せて処理することができるからです。

 しかしながら、電気と光の性質はあまりにも違いすぎるため、電気回路の基本素子となるダイオード(整流素子)やコンデンサ(動的メモリ)といった素子でさえ、光で実現することは極めて難しい問題です。 光の波の性質から、AからBに光が進むことができて、BからAには光が進んでいけないという状況は通常あり得ません(=光の相反性)。 また、光が進む速度が速すぎて、電子デバイス側では光の速度に対応できません。

 そういった難しい問題を解決して、「光ダイオード」「光メモリ」に代表されるような多機能光学素子を半導体チップ上で実現し、既存デバイスの限界を打ち破るデバイスの創出を目指して研究を進めています。

  • 図1 有限要素法によるデバイス解析のイメージ

    図1 有限要素法によるデバイス解析のイメージ

  • 図2 フォトニック結晶共振器を用いた論理演算デバイスのシミュレーション例

    図2 超小型フォトニック結晶光共振器(~6×6μm2)を用いた、光の位相差を光強度ON/OFFに変換するシミュレーション例