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

研究キーワード

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

ホームページ

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



写真a

学歴 【 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

  •  
    -
    1992年

    東京大学   工学部   電子工学科   卒業

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
    -
    現在

    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4月
    -
    2020年9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4月
    -
    2007年3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3月
     
     

    専任   横浜国立大学   工学部   助教授  

  • 1999年4月
    -
    2001年2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4月
    -
    1997年3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

所属学協会 【 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

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ナノテク・材料 / 光工学、光量子科学

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電気電子材料工学

 

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:

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    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 ,  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5月 

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    記述言語:日本語 著書種別:教科書・概説・概論

  • 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1月 

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

  • 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2月 

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

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3月

    学位論文(博士)   単著  

    DOI

     詳細を見る

    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.

論文 【 表示 / 非表示

  • Proposal of compact multimode interference optical modulator with high extinction ratio

    Kanesaka Yuhei, Arakawa Taro

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   61 ( SK )   2022年6月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Design of high-order series-coupled microring resonator wavelength filter with differential evolution method

    Udagawa Yudai, Arakawa Taro

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   61 ( SK )   2022年6月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Design of a series-coupled microring resonator wavelength filter using the digital filter design method

    Zhifeng Peng, Takuya Komatsubara, Mao Yamauchi, Taro Arakawa

    Journal of the Optical Society of America B   38 ( 10 )   2837 - 2846   2021年9月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • 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   J104-C ( 04 )   90 - 97   2021年4月  [査読有り]

    DOI

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:電子情報通信学会   共著  

  • 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2月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

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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

  • 量子論理集積デバイスの光インターコネクトのための極低温長超低電圧駆動光変調器の開拓

    研究課題/領域番号:21K18169  2021年4月 - 2025年3月

    挑戦的研究 (開拓)

    代表者:荒川太郎

  • 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

    研究課題/領域番号:21H01841  2021年4月 - 2024年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

    代表者:荒川太郎

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    資金種別:競争的資金

    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

    2018年4月 - 2021年6月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

    代表者:荒川太郎

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    資金種別:競争的資金

    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

    2015年4月 - 2018年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

    代表者:荒川太郎

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    資金種別:競争的資金

    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

    2012年4月 - 2015年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

    代表者:荒川太郎

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    資金種別:競争的資金

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

    2012年8月 - 2013年3月

    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

    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  KPS

    DOI

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    開催年月日: 2019年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Korean  

  • 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). 

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    開催年月日: 2018年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  • 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) 

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    開催年月日: 2018年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:名古屋工業大学  

    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

    International Conf. Solid State Device and Materials (SSDM) 2016, C-1-06 

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    開催年月日: 2016年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    (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 

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    開催年月日: 2016年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:日本、新潟  

    (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3月 

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 2022年度   電子情報システム実験C

    理工学部

  • 2022年度   電子情報システム実験Ⅱ

    理工学部

  • 2022年度   先端集積システム設計S

    大学院理工学府

  • 2022年度   先端集積システム設計F

    大学院理工学府

  • 2022年度   先端集積システム解析S

    大学院理工学府

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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(グループ): 兼坂悠平(指導学生)

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    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(グループ): Yuhei Kanesaka(指導学生)

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    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(グループ): 宮関勇輔(指導学生)

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    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

  • 2022年06月
     
     
    優秀ポスター発表賞(スタートアップ部門)   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:中澤 遼太郎(横浜国立大学大学院 ) 指導教員:荒川 太郎 教授 受賞論文:「Radio over Fiberのための方形パッチアンテナ集積量子井戸位相光変調器の動作実証」 授与者:電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会 受賞年月:2022(R4)年6月24日 https://www.ieice.org/~ope/ope/programs/JuneSymposium/2022/

  • 2022年06月
     
     
    優秀ポスター発表賞(進捗・成果報告部門)   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:大塚哲志(横浜国立大学大学院 ) 指導教員:荒川太郎 教授 受賞論文:「量子井戸マイクロリング共振器装荷型マッハ・ツェンダー光変調器の動作速度向上と作製」 授与者:電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会 受賞年月:2022(R4)年6月23日 https://www.ieice.org/~ope/ope/programs/JuneSymposium/2022/

  • 2022年02月
     
     
    Award for Best Poster Presentation(ベストポスター発表賞)   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:根本匠(横浜国立大学大学院理工学府 博士課程前期2年) 指導教員:荒川太郎 教授 受賞論文:「Proposal of Bow-Tie Antenna Integrated Quantum Well Phase Modulator for 60 GHz Millimeter-Wave」(60GHz帯ミリ波用ボウタイアンテナ集積量子井戸位相変調器の提案) 授与者:International Symposium on Materials Science and Surface Technology 2021 (MSST2021) 受賞日:2022(R4)年2月21日

  • 2021年06月
     
     
    ポスター優秀賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:加世田怜美(横浜国立大学大学院 ) 指導教員:荒川太郎 教授 受賞論文:「機械学習を用いた多モード干渉計型電界吸収光変調器の設計」 授与者:電子情報通信学会光エレクトロニクス研究会 受賞年月:2021(R3)年6月17日

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

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    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

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • Microoptics Conference 2021

    2021年  組織委員長

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    委員区分:学協会 

  • 応用物理学会 微小光学研究会

    2018年01月 - 現在  実行委員

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    委員区分:学協会 

  • 電子情報通信学会 エレクトロニクスソサイエティ

    2017年06月 - 2019年5月  総務幹事

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    委員区分:学協会 

  • IEEE Photonics Society Japan Chapter

    2016年01月 - 2017年12月  委員長(2017年1月~2017年12月)、 副委員長(2016年1月~2016年12月)

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    委員区分:学協会 

  • 応用物理学会 応用電子物性分科会

    2008年04月 - 現在  幹事長(2022年4月~)

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    委員区分:学協会 

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学内活動 【 表示 / 非表示

  • 2021年04月
    -
    2023年3月
      ユニット/EP代表   (その他の主要活動)