Photonic nanostructures and topologicalwave engineering

Integrated sensors array for biologicalmaterial investigation

Photonic crystals are artificial optical materials possessing a wavelength-scale periodic structure in refractive index. Novel optical functionalities and unique optical phenomena can be realized using photonic crystals. Our research focuses on the control of light and light-matter interactions by using photonic nanostructures including photonic crystals, especially, aiming at the development of novel light-emitting devices and quantum optical devices. We are also interested in the generation of unconventional optical beams, such as optical vortexes and Poincare beams, utilizing photonic nanostructures and in their applications. Moreover, we are exploring topological wave engineering aiming at realizing novel control of light, sound, and elastic waves using the concept of topology. We expect the unique features will lead breakthroughs of the device technologies in various fields.

Development of micro-sensors for bio-medical instruments is a hot topic nowadays to push forward the limits of disease investigation. We are developing novel bio-electronics systems based on the MEMS (Micro Electro Mechanical System) and the TFT (Thin Film Transistor) technologies, for two areas of application. 1) Investigation on living electrogenic (neuromuscular or heart) cell tissue cultivated on the surface of electronics, to model and study intractable disease, such as ALS (Amyotrophic Lateral Scleosis). 2) Development of array bio-sensors to propose DNA-chip or protein-chip like devices with an electrical label-free measurement approach.

極小デバイス理工学 分野

フォトニックナノ構造とトポロジカル波動工学

バイオマテリアルのための集積センサーアレイ

岩本・ティクシエ三田研究室

フォトニックナノ構造やバイオMEMS技術で目指すデバイス技術の新展開Researches on photonic nanostructures, bio-MEMS, and related subjects towards innovative device technologies

Iwamoto - Tixier-Mita Laboratoryhttp://www.iwamoto.iis.u-tokyo.ac.jpMicro Device Engineering

　フォトニック結晶とは光の波長程度の屈折率周期構造をもつ人工光学材料で、それを利用することで従来の材料では困難であった様々な光制御技術や特異な光学現象などの実現が可能となります。我々は、このフォトニック結晶をはじめとするフォトニックナノ構造を用いた光および光と物質の相互作用の制御とその応用に関する研究、特に発光素子や量子光学素子への展開を目指した研究を行っています。また、フォトニックナノ構造を用いて光渦やポアンカレビームなどの特殊な光波の生成とその応用に関する研究も進めています。さらに、トポロジーの概念を用いて光や音波、弾性波の新たな制御とそれを応用した新規デバイスの実現を目指したトポロジカル波動工学の研究も進めています。

　バイオマテリア向け小型センサーは、新たな疾患診断を可能にする技術として期待されています。我々は、MEMS（Micro Electro Mechanical System）技術やTFT（This Film Transistor）技術を基礎に、新しいバイオエレクトロニクスシステムの開発を目指しています。 具体的には、ＡＬＳ（筋萎縮性側索硬化症）のような難治性疾患の研究に貢献することを目指して電子デバイス表面上での起電性細胞組織（神経筋や心臓組織など）の培養とその観察に関する研究や、電気的ラベルフリー測定手法を用いて、DNAチップまたはプロテインチップのようなデバイスを可能にするアレイ型バイオセンサーの開発に取り組んでいます。

1 2 3半導体フォトニック結晶 トポロジーの概念を用いた光や弾性波の制御 バイオメディカル用集積センサアレイSemiconductor Photonic Crystals Control of light and elastic wave based on the

concept of topologyIntegrated sensor array device for bio-medical applications

教授 准教授

専門分野： 専門分野：量子ナノフォトニクス、トポロジカル波動工学

ナノメカトロニクス、バイオＭＥＭＳ

Specialized field：Specialized field：

Quantum Nanophotonics, Topological Wave Engineering

Nanomechatronics, Bio MEMS

E-mail：

E-mail：

iwamoto@iis.u-tokyo.ac.jp

agnes@iis.u-tokyo.ac.jp

Satoshi IWAMTO, Professor Agnès TIXIER-MITA, Associate Professor岩本 敏 ティクシエ三田 アニエス

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材 料M a t e r i a l