静岡大学電子工学研究所

Research Institute of Electronics, Shizuoka University

第1部会
共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

所長
三村　秀典
Mimura, Hidenori

キーワード: イメージングデバイス、ナノエレクトロニクス、ナノフォトニクス、ナノマテリアル
住所: 〒432-8011
静岡県浜松市中区城北3-5-1

最先端ビジョンサイエンスの創成

高柳健次郎博士のテレビジョン研究に端を発する本研究所は、「ビジョンサイエンスの基礎と応用」に特化した研究機関です。21世紀ＣＯＥプログラム「ナノビジョンサイエンスの拠点創成」、浜松オプトロニクスクラスター、特別教育研究経費等で培ってきたイメージング技術にナノエレクトロニクス、ナノフォトニクス、ナノマテリアル等を融合させ、極限解像度、極限時間分解能、原子・分子識別不可視画像などの実現を目指す極限画像を創成し、科学技術の発展に貢献することを目的としています。また、国内外の機関と活発な共同研究を実施するとともに、その先端研究施設・設備を広く産官学における研究者の共同利用に供し、その社会的役割を果たしています。平成28年度より、東京医科歯科大学「生体材料工学研究所」、東京工業大学「未来産業技術研究所」、広島大学「ナノデバイス・バイオ融合科学研究所」とネットワーク型共同研究拠点「生体医歯工学共同研究拠点」を形成し、全国共同利用・共同研究拠点として活動しています。

令和2年度の研究活動内容及び成果

先進的なイメージングを目指した角度分解フォトダイオードの検討

光の入射角（方位角、仰角）を検知することができる角度分解光検出器は、3次元イメージング、撮像後のピント（焦点）再調整、距離計測、レンズ無しイメージング等に利用できるため注目を集めている。しかし、Ｔａｌｂｏｔ方式に代表される従来の角度分解光検出器は、感度（量子効率）が低い、角度分解能が不十分等の欠点があり、広く実用化されるには至っていない。このたび我々は、2次元ライン・アンド・スペース状や、2次元ホール・アレー状の金属格子を付加したＳＯＩ（絶縁膜上のシリコン）フォトダイオード（図1）の特性が、格子からの回折光とＳＯＩ中の導波路モードとの結合に起因する強い入射角依存性を持つことに着目して、量子効率の2次元（方位角、仰角）空間パターンを評価した。その結果、格子の種類に応じて特異な空間パターンが現れ（図2：1次元格子、図3：2次元格子）、量子効率が高くなる角度は格子の周期ｐで制御できることが明らかになった。1次元格子の場合の量子効率は従来の約4倍の45％に達し、角度分解能（量子効率ピークの半値幅）も従来の約半分の2．2度に改善されることが分かった。3次元イメージングやレンズ無しイメージング等の先進的なイメージングへの応用が期待される。

図1　1次元ライン・アンド・スペース状金属格子（左）もしくは2次元ホール・アレー状金属格子（右）を付加した、ＳＯＩ（絶縁膜上のシリコン）フォトダイオードの構造。

図2　量子効率の2次元（方位角φ、仰角θ）空間パターン（1次元格子）。φpolは偏光角。

図3　量子効率の2次元（方位角φ、仰角θ）空間パターン（2次元格子）。φpolは偏光角。

社会との連携

浜松の地は多くのベンチャー企業発祥の街として有名であり、当研究所は浜松地域に対して強い連携を築いています。研究所は近隣企業との交流を活性化するため、定期的な技術交流会を開催しています。また、研究所の所員が中心となり４つの大学発ベンチャー企業を経営しています。国内外の先導的研究者の招待講演と研究所の所員の成果を一般に公開する高柳健次郎メモリアルシンポジウムを研究所は毎年開催しています。また、一般市民に先端科学技術をやさしく紹介するサイエンスカフェin浜松やテクノフェスタin浜松の企画・運営に研究所の所員が積極的に参画しています。