機能的なグラフェン光デバイスの作製・評価
Group Ⅳでは，今話題のグラフェンを用いて，機能的な光デバイスの作製・評価を行っており，最終的には，光通信用の電子・光融合回路の実現を目指しています。グラフェンを用いた電子デバイスは，すでに多く研究が行われておりますが，光分野ではまだ研究が始まったばかりです。私達はグラフェン光デバイスという，最先端の研究を行っています。ここでは，グラフェンについて簡単に述べ，現在研究中のグラフェン光デバイスについて紹介します。
グラフェンとは？
グラフェンの始まりは2010年。Geim氏とNovoselov氏が，グラファイトから単層グラフェンを剥離することに成功し，ノーベル賞を受賞しました。グラフェンは炭素原子で構成された2次元材料であり，1原子層の厚さしか持ちません。また，ユニークなバンド構造を持っており，高電子移動度・高光吸収・過飽和吸収・特異な光伝搬モードなどの様々な優れた性質を持っています。
2010年以来，グラフェンは非常に注目され，さかんに研究が行われています。今，最もホットな研究内容の1つです！
グラフェン on Siリング共振器を用いたDNAセンサー
表面の屈折率変化による共振波長のシフトを用いたSiリング共振器型バイオセンサーと，DNAと結合する性質を持つグラフェンを組み合わせることにより，高感度かつラベルフリーなDNAセンサーの実現が期待できます。デバイスを上から見た概要図は下図のようになっており，Siリング共振器にグラフェンを転写したものとなっています。デバイス上にDNAを流すと，グラフェンがDNAと結合し，表面の屈折率が変わるため，共振波長がシフトします。このシフトにより，DNAをセンシングすることができます。
グラフェン偏光子
グラフェンは，フェルミ準位によって，光の伝搬モードが変化することが最近報告されています。その性質を利用し，Si導波路上にグラフェン偏光子を作製することを目標としています。下図の左にしめしているのは，実際に作製したデバイスです。Si導波路上にグラフェンが転写されています。このデバイスを用いて，私達はSi導波路上のグラフェンの光吸収特性の測定に成功しました。今後は，グラフェンに電圧を印加することで，フェルミ準位を制御し，透過モードを変化できるようなデバイスを作製しようと考えています。
