荒川 太郎 (アラカワ タロウ)

ARAKAWA Taro

所属組織

大学院工学研究院 知的構造の創生部門

職名

教授

生年

1969年

研究分野・キーワード

光エレクトロニクス,半導体,量子ナノ構造,光変調器,光スイッチ,分子線エピタキシー,化合物半導体,光導波路

ホームページ

http://www.arakawa-lab.ynu.ac.jp/



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出身学校 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1992年

    東京大学   工学部   電子工学科   卒業

出身大学院 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1997年

    東京大学  工学系研究科  電子工学専攻  博士課程  修了

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学) -  東京大学

  • 修士(工学) -  東京大学

学内所属歴 【 表示 / 非表示

  • 2020年10月
    -
    継続中

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   知的構造の創生部門   教授  

  • 2007年04月
    -
    2020年09月

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   知的構造の創生部門   准教授  

  • 2001年04月
    -
    2007年03月

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   知的構造の創生部門   助教授  

  • 2001年03月
     
     

    専任   横浜国立大学   工学部   助教授  

  • 1999年04月
    -
    2001年02月

    専任   横浜国立大学   工学部   講師  

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学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 1994年04月
    -
    1997年03月

      日本学術振興会特別研究員   日本学術振興会特別研究員

所属学会 【 表示 / 非表示

  • 2003年
    -
    2011年
     

    電気学会

  •  
     
     
     

    応用物理学会

  •  
     
     
     

    電子情報通信学会

  •  
     
     
     

    IEEE

専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 光工学・光量子科学

  • 電子・電気材料工学

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • 超低電力・多波長同時制御マイクロリング・マッハツェンダー光スイッチの開発

    科学研究費補助金  

    研究期間:  - 

     概要を見る

    大きな電界誘起屈折率変化特性を有するポテンシャル制御量子井戸とマイクロリング共振器を融合した,超低電力・多波長同時制御マイクロリング・マッハツェンダー干渉計型光経路スイッチを提案し,その優れた有用性を実証することを目的とする.本素子は,超低電力・超低電圧動作(従来の10~100 分の1以下),単体デバイスで波長多重化された光信号の波長毎の独立経路スイッチング,低クロストーク特性など,従来の光経路スイッチ(以下,光スイッチ)にはない特長があるので,理論解析,素子設計,素子試作を通してこれらの優れた特性を実証する.

著書 【 表示 / 非表示

  • 光エレクトロニクスとその応用

    日本学術振興会光エレクトロニクス第130委員会 (担当: 共著 , 担当範囲: 6.3.1節(pp.272-273),6.3.2節(pp.274-281),7.3.6節(pp.489-496) )

    オーム社  2011年05月

  • Nano-and Micromaterials, Chapter 10: Potential-Tailored Quantum Wells for High-Performance Optical Modulators/Switches

    K. Ohno, M. Tanaka, J.Takeda, et.al. (担当: 共著 )

    Springer  2008年01月

  • Photonics Based on Wavelength Integration and Manipulation (IPAP Books 2)

    Kunio Tada, Toshiaki Suhara, Kazuro Kikuchi, Yasuo Kokubun, Katsuyuki Utaka, Masahiro Asada, Fumio Koyama (担当: 共著 )

    The Institute of Pure and Applied Physics  2005年02月

学位論文 【 表示 / 非表示

  • 有機金属気相選択成長による量子細線の作製と光デバイスへの応用

    荒川 太郎

      1997年03月

    学位論文(博士)   単著

     概要を見る

    東京大学大学院 工学系研究科 電子工学専攻 有機金属気相成長法と選択成長法を用いたV溝型InGaAs量子細線の作製手法およびその光エレクトロニクス素子への応用について論じた論文である.ドライエッチング手法を用いず極めて高品質な量子細線を作製し,発光特性などその光物性を明らかにするとともに,初めて本手法でのInGaAS量子細線レーザを実現した.

    DOI

論文 【 表示 / 非表示

  • 無電解銅めっきによるPEEK樹脂へのレジストレス微細パターニング

    信夫勇佑,堀内義夫,盧柱亨,本間英夫,荒川太郎

    電子情報通信学会論文誌C ( 電子情報通信学会 )  J104-C ( 04 ) 90 - 97   2021年04月  [査読有り]

    共著

    DOI

  • Proposal of Highly Efficient Quantum Well Microring Resonator-Loaded Optical Phase Modulator Integrated with Antenna-Coupled Electrodes for Radio-over-Fiber

    Hiro Kamada , Taro Arakawa

    PHOTONICS   8 ( 2 ) 37-1 - 37-14   2021年02月  [査読有り]

    共著

    Web of Science DOI

  • Pulsed laser deposition of Pt-WO3 of hydrogen sensors under atmospheric conditions

    Nishijima Yoshiaki, Enomonoto Kenya, Okazaki Shinji, Arakawa Taro, Balcytis Armandas, Juodkazis Sau … 全著者表示

    APPLIED SURFACE SCIENCE   534   2020年12月  [査読有り]

    共著

    Web of Science DOI

  • Improvement and stabilization of optical hydrogen sensing ability of Au-Pd alloys

    Nishijima Yoshiaki, Kurotsu Takuma, Yamasaku Naoki, Takahashii Hajime, Kurihara Keisuke, Beni Takaa … 全著者表示

    OPTICS EXPRESS   28 ( 17 ) 25383 - 25391   2020年08月  [査読有り]

    共著

    Web of Science DOI

  • Switchable All-Optical Flip-Flop and Inverter Operations in Quantum Well Microring Laser

    Ryosuke Aoki, Mao Yamauchi, Naoki Kobayashi, Yusaku Kawamura, Taro Arakawa, Yasuo Kokubun

    Journal of Lightwave Technology   38 ( 15 ) 3950 - 3958   2020年08月  [査読有り]

    共著

    DOI

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学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ活動功労表彰

    2021年03月   電子情報通信学会  

    受賞者:  荒川太郎

  • 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ活動功労表彰

    2020年03月   電子情報通信学会  

    受賞者:  荒川太郎

  • APEX/JJAP Editorial Contribution Award

    2017年04月   応用物理学会  

    受賞者:  Taro Arakawa

  • 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ活動功労表彰

    2017年03月   電子情報通信学会   英文誌C 平成28年2月特集号 編集幹事としての貢献  

    受賞者:  荒川太郎

  • 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ活動功労表彰

    2016年03月   電子情報通信学会   光エレクトロニクス研究専門委員会幹事としての貢献  

    受賞者:  荒川太郎

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科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 次世代光無線システムのための超低電力駆動アンテナ集積半導体光変調器の開発

    基盤研究(B)

    研究期間:  2021年04月  -  2024年03月  代表者:  荒川太郎

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    次世代光ファイバー無線(RoF)システム実現のキーデバイスとなる超低電界動作アンテナ集積型半導体器光変調器を開発し、動作実証する。これまで、無給電、すなわちアンテナ受信電力のみで駆動でき、かつ小型で半導体光源等との集積化が可能な半導体光変調器は実現が難しかった。そこで、これまで独自に開発してきた半導体ナノ構造をこのRoFシステムに最適化し、微小リングと呼ばれる共振器構造等を融合することで、超低電界駆動の極限を追求する。本研究により小型・低消費電力の無線信号・光信号間変換デバイスが実現でき、第6世代以降の移動体通信を始め、光と電波の境界をつなぐ基本デバイスとなることが期待できる。

  • 超伝導集積回路光インターコネクションを実現する超低電圧光変調器の開発

    基盤研究(B)

    研究期間:  2018年04月  -  継続中  代表者:  荒川太郎

     概要を見る

    超伝導集積回路と従来のCMOSメモリ集積回路を接続する光インターコネクションのために,超低電圧で駆動できる光変調器を開発する.超伝導集積回路は既に超高速性が実証されているが,出力電圧がmV レベルと低く昇圧回路が必要となるため,CMOS 回路等との融合や集積のボトルネックとなってきた.そこで本研究では,申請者が独自に開発してきた半導体ポテンシャル制御量子井戸マイクロリング共振器装荷マッハ・ツェンダー型光変調器を用いて課題を解決する.超伝導集積回路が動作する極低温(4.2K)では,半導体光物性が飛躍的に向上するので,これに適合するように変調器を最適設計すればmV レベルの超低電圧,伝送速度50~100 Gbpsで動作させることができると考えられる.これにより,超伝導集積回路からの出力の直接読出しが可能になり,昇圧回路が不要なCMOS 回路との融合や集積が実現される.

  • 偏波を自在に制御する半導体マイクロリング偏光スイッチの開発

    基盤研究(B)

    研究期間:  2015年04月  -  2018年03月  代表者:  荒川太郎

     概要を見る

    マイクロリング共振器(MRR)と大きな電界誘起屈折率変化特性を有する半導体ポテンシャル制御量子井戸を融合した,小型・高速動作のマイクロリング偏光スイッチ(MRR-PS)を提案し,その有用性を実証することを目的とする.本MRR-PSにより,これまで平面光導波路では困難であった光信号の偏波状態の自由な制御を目指す.半導体レーザを含む他の半導体能動素子との集積化も可能で,小型(100 m以下)・高速(スイッチング速度数ナノ秒以下)等の特長があるので,その特性の理論解析と設計・試作を通してこれらの優れた特性を実証する.さらに,提案するMRR-PSとMRR波長可変フィルタとを直列結合し,バーニャ効果により動作する波長可変偏光スイッチを試作,動作実証を行う.本研究は,偏光方向という新しい制御軸を創成し,光変調器,光スイッチの高機能化や光通信の更なる高速化・高機能化に寄与する.偏波制御をフルに活用した次世代信号方式のキーデバイスとして,その応用範囲は極めて広い.

  • 超低電力・多波長同時制御マイクロリング・マッハツェンダー光スイッチの開発

    基盤研究(B)

    研究期間:  2012年04月  -  2015年03月  代表者:  荒川太郎

その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 / 非表示

  • シリコンマイクロリング共振器マッハ・ツェンダー干渉計を用いた超高感度バイオセンサ

    提供機関:  地方自治体  公益財団法人横浜学術教育振興財団研究助成

    研究期間: 2012年08月  -  2013年03月  代表者:  荒川太郎

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Multiple quantum well electroabsorption modulator based on multimode interference waveguide for high extinction ratio

    T. Arakawa  [招待有り]

    2019 Korean Physical Society (KPS) Fall Meeting  (Korean)  2019年10月   KPS

    DOI

  • Semiconductor Microring Resonator-Based Photonic Devices

    Taro Arakawa and Yasuo Kokubun  [招待有り]

    Energy Materials Nanotechnology (EMN) Meeting on Photonics 2018, A02, Kaohsiung, Taiwan, (Oct. 21, 2018).  2018年10月21日  

  • 半導体マイクロリング共振器とその応用展開

    荒川太郎,國分泰雄  [招待有り]

    日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム,2W03,名古屋工業大学 (2018年9月6日)  (名古屋工業大学)  2018年09月06日  

     概要を見る

    荒川太郎,國分泰雄,"半導体マイクロリング共振器とその応用展開(招待講演)",日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム,2W03,名古屋工業大学 (2018年9月6日)

  • Highly-Sensitive Optical Biosensor Based on Si Microring Resonator-Loaded Mach-Zehnder Interferometer

    Soichiro Yoshida, Shintaro Ishihara, Taro Arakawa and Yasuo Kokubun

    nternational Conf. Solid State Device and Materials (SSDM) 2016, C-1-06  2016年09月  

     概要を見る

    (国際会議論文,審査付) シリコンマイクロリング共振器を有するマッハ・ツェンダー干渉計型バイオセンサの高感度センシングを実験的に実証した論文である。マイクロリング共振器の位相変化増大効果とマッハ・ツェンダー干渉計の干渉効果の組み合わせにより,従来用いられてきたマイクロリング共振器単体よりも高感度なセンシングが可能であることを明らかにした。アビジン-ビオチン結合を用いたバイオセンシングを行い,20 pMの高感度タンパクシスセンシングに成功した。

  • Design for High Speed Operation of Double Microring Resonator-Loaded Mach-Zehnder 2 x 2 Quantum Well Optical Switch

    Naoki Kawaguchi, Kento Hori, Taro Arakawa, and Yasuo Kokubun

    21st Optoelectron. Com. Conf./Int'l. Conf. Photonics in Switching 2016 (OECC/PS 2016), ThD3  (日本、新潟)  2016年07月03日  

     概要を見る

    (国際会議論文,審査付) InGaAs/InAlGaAsP五層非対称結合量子井戸をコア層とするマイクロリング共振器を両側アーム部に有するマッハ・ツェンダー光変調器を提案し,その設計と理論特性解析を行った。両アームにマイクロリング共振器を配置することで構造の対称性がよくなり,片側にのみリング共振器を用いた場合と比較して,非対称カプラが不要となるとともに,動作電圧も低減出来ることを明らかにした。動作電圧の低減化に加えて,10Gbps以上の高速動作も可能であることを理論的に示した。

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共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • 超高速半導体光変調デバイス

共同・受託研究情報 【 表示 / 非表示

  • FACQW構造を有する,1.55um帯マッハツェンダー(MZ)変調器に構造トレランスに関する研究

    企業等からの受託研究  

    研究期間: 2007年10月  -  2008年03月 

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 大学院理工学府  先端集積システム解析F

  • 大学院理工学府  先端集積システム解析S

  • 大学院理工学府  先端集積システム設計F

  • 大学院理工学府  先端集積システム設計S

  • 大学院理工学府  先端フォトニクスF

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教育活動に関する受賞 【 表示 / 非表示

  • エレクトロニクスソサイエティ学生奨励賞

    2021年03月   電子情報通信学会  

    受賞者: 兼坂悠平(指導学生)

     概要を見る

    兼坂悠平,荒川太郎, "高消光比多モード干渉計型電界吸収光変調器の小型化," 2020年電子情報通信学会ソサイエティ大会,C-3/4-42 (2020年9月18日) に対して。

  • MSST2020 Award for Best Poster Presentation

    2021年02月16日   The 9th International Symposium on Materials Science and Surface Technology (MSST) 2020  

    受賞者: Yuhei Kanesaka(指導学生)

     概要を見る

    Yuhei Kanesaka and Taro Arakawa, "Miniaturization of High-Extinction-Ratio Electroabsorption Modulator Based on Multimode Interference Waveguide," The 9th International Symposium on Materials Science and Surface Technology (MSST) 2020, PB03, Kanagawa, Japan (Feb. 16, 2021).に対して。

  • エレクトロニクスソサイエティ学生奨励賞

    2019年09月   電子情報通信学会  

    受賞者: 宮関勇輔(指導学生)

     概要を見る

    宮関勇輔,荒川太郎,"ミリ波帯Radio over Fiberのための平面アンテナを集積したInP系マッハ・ツェンダー光変調器の提案",2019年電子情報通信学会総合大会,C-14-5,早稲田大学 (2019年3月22日) に対して。

その他教育活動及び特記事項 【 表示 / 非表示

  • 2021年03月
     
     
    学生奨励賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

     概要を見る

    受賞者:兼坂悠平(横浜国立大学大学院) 指導教員:荒川太郎 教授 受賞論文:「高消光比多モード干渉計型電界吸収光変調器の小型化」 授与団体:一般社団法人電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ 受賞年月:2021(R3)年3月9日

  • 2021年02月
     
     
    Award for Best Poster Presentation (MSST2020)   (学生の学会賞等の受賞実績)

     概要を見る

    受賞者:Yuhei Kanesaka(兼坂悠平)(横浜国立大学大学院) 指導教員:荒川太郎 教授 受賞論文:「Miniaturization of High-Extinction-Ratio Electroabsorption Modulator Based on Multimode Interference Waveguide」 授与団体:International Symposium on Materials Science and Surface Technology 2020 (MSST2020) 受賞年月:2021(R3)年2月16日

  • 2019年09月
     
     
    エレクトロニクスソサイエティ学生奨励賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

     概要を見る

    受賞者:宮関勇輔(横浜国立大学大学院 理工学府博士課程後期3年) 指導教員:荒川太郎 准教授 受賞論文:「ミリ波帯Radio over Fiberのための平面アンテナを集積したInP系マッハ・ツェンダー光変調器の提案」 授与機関:電子情報通信学会 受賞日:2019年9月11日

  • 2019年03月
     
     
    日本表面真空学会 関東支部長賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

     概要を見る

    鶴田靖昭,森下航平,荒川太郎,”6構造組み合わせ五層非対称結合量子井戸光導波路の作製と特性評価”,第14回ナノテク交流シンポジウム,N42,横浜市立大学(2019年3月8日) [日本表面真空学会 関東支部長賞]

 

学外審議会・委員会等 【 表示 / 非表示

  • 光エレクトロニクス研究専門委員会

    2004年04月
    -
    継続中

    その他   委員

  • 電子デバイス技術委員会

    2003年04月
    -
    継続中

    その他   幹事