Updated on 2025/06/16

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YOKOYAMA SHIYOSHI
 
Organization
Institute for Materials Chemistry and Engineering Department of Advanced Device Materials Professor
Interdisciplinary Graduate School of Engineering Sciences Department of Interdisciplinary Engineering Sciences(Concurrent)
Title
Professor
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0925837834
Profile
Rresearch focuses on the interdisciplinary field of molecular and polymeric materials with particular emphasis on high technology electro-optic and photonic materials and emphasis on novel photonic polymer device construction technologies. After careful control of molecular design and synthesis, research result dealts with high-performance topics including electro-optic ultra-fast switching, solid-state polymer laser, and polymer photonic crystals for low power operation. Though these polymer materials and optical devices have been considered as a future technology, it is becoming important recently because materials can provide much easier processing capability with promising properties compared with inorganic processes. Research is employed to approach “molecular engineering” to tailor size, shape, sequence, and functionality of organic and polymeric materials and explore their applications to: ・Electro-optic polymers for high-speed communications technology ・Polymer solid-state photonics device ・Fabrication of nano-micro scale polymer optical structures To complements these efforts, research maintain state-of-the-art research fields in materials chemistry, photonics, and polymer nanao-micro scale manufacturing.
External link

Degree

  • Degree of Engineering

Research History

  • 1995〜2006年 独立行政法人 情報通信研究機構   

    1995〜2006年 独立行政法人 情報通信研究機構

Research Interests・Research Keywords

  • Research theme: 1. Organic and polymer materials for optoelectronic applications 2. Fabrication of polymer devices 3. Optical polymer waveguide devices 4.Polymer photonic crystals

    Keyword: Electro optic polymer, Hyperbranched polymer, Molecular hyperpolarizability, Nonlinear optical chromophore, Polmer nano-fabrication, High-speed moduration, Optical swiching, Low energy consumption

    Research period: 2011.4

Awards

  • 九州大学研究活動表彰

    2010.11   九州大学   研究活動の活性化功績

  • 九州大学研究・産学連携活動表彰

    2009.5   九州大学   研究・産学連携活動の活性化功績

  • 九州大学研究・産学連携活動表彰

    2008.5   九州大学   研究・産学連携活動の活性化功績

  • 文部科学大臣表彰「若手科学者賞」

    2005.4   近年、新技術研究分野において、多様な光・電子特性を有する有機・高分子に主要な働きを持たせ、新材料へ応用展開していく研究に期待が高まっている。氏は、分子を取り巻くナノスケールの空間がフォトニック特性の制御に極めて重要であることに着眼し、新材料であるデンドリマー(球状高分子)が持つナノ空間や分子配向性を化学合成によって制御し、物理・化学的側面から光デバイス実現への基礎検討を行った。本研究により、有機・高分子の先端科学分野への応用展開が可能となり、材料の低コスト化や省エネルギー化、ソフト材料としての環境性や生体適合性など、将来の経済・社会の発展に寄与することが期待される。

  • M&BE Special Contest Grand Prix

    2001.10   応用物理学会、有機分子・バイオエレクトロニクス研究会   Spatial Light Confinment and Laser-like Emission by Dendrimer

Papers

  • Low Driving Voltage Mach-Zehnder Interference Modulator Constructed from an Electro-optic Polymer on Ultr-thin Silicon with a Broadband Operation Reviewed International journal

    Hiromu Sato, Hiroki Miura, QIU FENG, Andrew Mark Spring, Tsubsa Kashino, Takamasa Kikuchi, Masaako Ozawa, Keisuke Odoi, Shiyoshi Yokoyama

    Optics Express   25   768 - 775   2017.1

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: http://dx.doi.org/10.1364/OE.25.000768

  • An electro-optic polymer-cladded TiO2 waveguide modulato Reviewed International journal

    QIU FENG, Hiroki Miura, Andrew Mark Spring, Daisuke Maeda, Masaaki Ozawa, Jianxun Hong, Keisuke Odoi, Shiyoshi Yokoyama

    Appl. Phys. Lett.   109   173301-1 - 173301-4   2016.10

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.4966272

  • High stability poly(N-adamantyl-exo-norbornene-5,6-dicarboximide) and phenyl vinylene thiophene electro-optic host-guest system Reviewed International journal

    Andrew Mark Spring, QIU FENG, Shiyoshi Yokoyama

    European Polymer Journal   84   89 - 99   2016.9

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  • Efficiently poled electro-optic polymer modulators Reviewed International journal

    QIU FENG, Shiyoshi Yokoyama

    Optics Express   24   19020 - 19025   2016.8

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  • Athermal Hybrid Silicon/Polymer Ring Resonator Electro-optic Modulator Reviewed International journal

    QIU FENG, Andrew Mark Spring, Hiroki Miura, Daisuke Maeda, Masa-aki Ozawa, Keisuke Odoi, Shiyoshi Yokoyama

    ACS Photonics   3   780 - 783   2016.4

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1021/acsphotonics.5b00695

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Books

  • 有機半導体デバイス-基礎から先端材料・デバイスまでー

    横山士吉(Role:Joint author)

    オーム社  2010.12 

     More details

    Language:Japanese   Book type:Scholarly book

  • 光機能と応用技術、レーザー発振 「デンドリティック高分子」柿本雅明、青井啓悟監修、

    横山士吉、中浜龍夫、大友明、益子信郎(Role:Joint author)

    2005.10 

     More details

    Language:Japanese   Book type:General book, introductory book for general audience

  • 新改訂版・表面科学の基礎と応用「高分子超薄膜」

    横山士吉(Role:Joint author)

    エヌ・ティー・エス社  2004.6 

     More details

    Language:Japanese   Book type:Scholarly book

  • 光機能性デンドリマー, 横山士吉「図解高分子素材のすべて」国武豊喜監修

    横山士吉(Role:Joint author)

    工業調査会  2004.4 

     More details

    Language:Japanese   Book type:General book, introductory book for general audience

  • 選択吸着によるポルフィリンクラスターの形成, 「ナノマテリアルハンドブック」国武豊喜監修

    横山士吉、上門敏也、奥野好成、益子信郎、横山崇(Role:Joint author)

    エヌ・ティー・エス社  2004.4 

     More details

    Language:Japanese   Book type:General book, introductory book for general audience

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Presentations

  • High-Speed Optical Convolutional Neural Network Accelerator with 100 Gbaud EO-polymer/Si Hybrid Optical Modulator International conference

    Akito Shinya, Koji Kida, Hiromu Sato, Guo-Wei Lu, Shiyoshi Yokoyama, Junichi Fujikata

    Opto-Electronics and Communications Conference (OECC)  2023.7 

     More details

    Event date: 2024.7 - 2023.7

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:Shanghai   Country:China  

  • 材料科学が生み出す次世代超高速光変調デバイスの開発 Invited

    横山士吉

    日本化学会 R&D懇談会233回  2024.1 

     More details

    Event date: 2024.1

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Country:Japan  

  • 高効率電気光学デバイスによる152Gbaud伝送の実現 Invited

    横山 士吉

    第44回レーザー学会学術講演会  2024.1 

     More details

    Event date: 2024.1

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:東京   Country:Japan  

  • High-speed electro-optic modulators Invited

    Shiyoshi Yokoyama

    BICOP 2023  2023.12 

     More details

    Event date: 2023.12

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:London   Country:United Kingdom  

  • 152 Gbaud Transmision using Strong Ferroelectric Mach-Zhender Interferometer Modulator International conference

    Shiyoshi Yokoyama, Jiawei Mao, Futa Uemura, Hiromu Sato, Guo-Wei Lu

    IEEE Photonics Conference (IPC)  2023.11 

     More details

    Event date: 2023.11

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:Orlando   Country:United States  

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MISC

  • ポリマー光変調器の効率化と世界最高速の光データ伝送

    横山士吉

    光技術コンタクト   2023.5

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

  • ポリマー光変調器の高効率化と世界最高速の光データ伝送

    横山士吉

    光技術コンタクト   2023.4

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

  • シリコン光集積技術を応用した高効率光変調器

    横山士吉

    OPTRONICS   2023.3

     More details

    Language:Japanese  

  • シリコン/ポリマーハイブリッド型の光変調器を用いいた高速信号伝送

    横山士吉

    MICROOPTICS NEWS   2022.5

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

  • 超の世界「ポリマー光変調器の高効率化に成功し世界最高速の光データ伝送に成功」

    横山士吉

    自動車技術   2021.7

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

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Industrial property rights

Patent   Number of applications: 32   Number of registrations: 15
Utility model   Number of applications: 0   Number of registrations: 0
Design   Number of applications: 0   Number of registrations: 0
Trademark   Number of applications: 0   Number of registrations: 0

Professional Memberships

  • Japanese Society of Applied Physics

  • The Society of Polymer Science

  • American Chemical Society

  • The International Society of Optical Engineering

Committee Memberships

  • SPIE Photonics West   プログラム委員   Foreign country

    2013.10 - 2016.3   

  • 高分子学会研究推進委員会   委員   Domestic

    2010.8 - 2012.7   

  • 日本学術振興会 分子系の複合電子機能第181委員会   委員   Domestic

    2008.4 - 2016.3   

  • 日本化学会   学会賞等・学術賞推薦委員   Domestic

    2007.4 - 2009.3   

  • 電子情報通信学会 脳情報通信研究会   Organizer   Domestic

    2006.10 - Present   

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Academic Activities

  • 実行委員 International contribution

    9th Internationl Conference of Nano-molecular Electronics  ( Japan ) 2010.12

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:200

  • 実行委員 International contribution

    9th International Conference of Nano-molecular Electronics  ( Kobe Japan ) 2010.12

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:200

  • セッションオーガナイザー

    日本化学会アドバンスト・テクノロジー・プログラム  ( Japan ) 2010.3

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:100

  • 座長(Chairmanship)

    日本化学会  ( Japan ) 2010.3

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 座長(Chairmanship) International contribution

    SPIE, Photonic West  ( San Diego Japan ) 2010.1

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

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Research Projects

  • スロット電気光学変調器の広帯域変調と高速信号伝送

    Grant number:23H00188  2023 - 2026

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    横山 士吉

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

    本研究では、電気光学ポリマー変調器の作製と高速変調の研究を進め、変調器の小型化や高効率化において既存技術の延長では到達が困難な高速化を実現することを目標とする。未到達の高速変調を実現するには、原理的に介在する材料やデバイスの課題解決に取り組む必要がある。本研究では、シリコン導波路とポリマーを複合化したキャパシタ接合型スロットを考案し、これまで両立が困難であったポリマー変調器の集積化と超高速変調を実証する。本研究の革新的な材料とデバイス技術の研究を展開することで、将来の光ファイバ通信を支える鍵となり得る新デバイス技術の創生が期待できる。

    CiNii Research

  • イオントラップによる光接続型誤り耐性量子コンピュータ「イオントラップのための集積化光回路に関する研究開発」

    2022 - 2025

    ムーンショット型研究開発事業

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Contract research

  • 超低消費電力・大容量データ伝送を実現する革新的EOポリマー/Siハイブリッド変調技術の研究開発

    2021 - 2023

    NICT Beyond 5G 研究開発推進事業

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s)  Grant type:Contract research

  • Large bandwidth optical modulation of hybrid electro-optic waveguide modulator

    Grant number:19H00770  2019 - 2022

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Shiyoshi Yokoyama

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

    In this study, we fabricated a polymer hybrid modulator using silicon waveguide, which consists of a traveling wave type electrode for highly efficient optical signal generation. The measured results of the modulation demonstrated symbol rate of 100 Gbaud and signal transmission of 200 Gbit/s. In experiments of the optical signal transmission, the signal error rate was analyzed as below the error-free accuracy, and it was confirmed that the signal transmission did not degrade even when subjected to temperature up to 110°C. As the goal of this research, a high-speed optical modulation device was fabricated and its highly efficient optical modulation performance was demonstrated.

    CiNii Research

  • 1Tb/s級動作フォトニクスポリマー集積小型光デバイスの実用化技術開発

    2019 - 2021

    JST A-STEP

      More details

    Authorship:Principal investigator  Grant type:Contract research

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Class subject

  • 化学結合基盤特論 e

    2025.4 - 2025.9   First semester

  • 化学結合基盤特論 e

    2024.4 - 2024.9   First semester

  • 高分子材料物性学

    2024.4 - 2024.9   First semester

  • 有機物質科学Ⅳ

    2023.4 - 2023.9   First semester

  • 化学結合基盤特論 e

    2023.4 - 2023.9   First semester

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Visiting, concurrent, or part-time lecturers at other universities, institutions, etc.

  • 2010  情報通信研究機構(特別研究員)  Classification:Affiliate faculty  Domestic/International Classification:Japan 

  • 2009  高分子学会 高分子・繊維 入門基礎スクール  Classification:Intensive course  Domestic/International Classification:Japan 

    Semester, Day Time or Duration:H217.30-H21.7.31

  • 2009  中国科学院(特聘研究員)  Classification:Affiliate faculty  Domestic/International Classification:Overseas 

  • 2009  情報通信研究機構(特別研究員)  Classification:Affiliate faculty  Domestic/International Classification:Japan 

  • 2008  情報通信研究機構(特別研究員)  Classification:Affiliate faculty  Domestic/International Classification:Japan 

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Outline of Social Contribution and International Cooperation activities

  • 2002~2004年 関西ナノマテリアル推進会議「ナノマテリアルサイエンス研究会」委員
    2004年 ナノテクノロジー研究成果発表会、実行委員

Media Coverage

  • ポリマー光変調器で超高速の光データ伝送 Newspaper, magazine

    科学新聞  2018.5

     More details

    ポリマー光変調器で超高速の光データ伝送

  • 九大と日産化学工業など、ポリマー光変調器を開発し世界最高速の光データ伝送に成功 Newspaper, magazine

    日本経済新聞  2018.5

     More details

    九大と日産化学工業など、ポリマー光変調器を開発し世界最高速の光データ伝送に成功

  • 光学応用高分子の開発とデバイス研究 Newspaper, magazine

    経済産業省九州産業局 九州地域注目の研究者  2009.9

     More details

    光学応用高分子の開発とデバイス研究

  • 日本のモノづくり・製造業の復活、経営と技術<次世代高分子材料>「デンドリマー」開発推進「2光子吸収レーザー光造形用樹脂」もNICTと共同、06年度中にサンプル提供、伯東株式会社 Newspaper, magazine

    電波新聞  2006.3

     More details

    日本のモノづくり・製造業の復活、経営と技術<次世代高分子材料>「デンドリマー」開発推進「2光子吸収レーザー光造形用樹脂」もNICTと共同、06年度中にサンプル提供、伯東株式会社

  • <次世代高分子材料>「デンドリマー」の量産技術確立、伯東とNICT Newspaper, magazine

    電波新聞  2006.2

     More details

    <次世代高分子材料>「デンドリマー」の量産技術確立、伯東とNICT

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Acceptance of Foreign Researchers, etc.

  • Industrial Technology Research Institute

    Acceptance period: 2009.11   (Period):Less than 2 weeks

    Nationality:Taiwan, Province of China

    Business entity:On-campus funds

  • 中国科学院半導体研究所

    Acceptance period: 2009.9 - 2009.11   (Period):1 month or more

    Nationality:China

    Business entity:On-campus funds

  • Univ. Washington

    Acceptance period: 2008.12   (Period):Less than 2 weeks

    Nationality:United States

    Business entity:On-campus funds

Travel Abroad

  • 2012.2

    Staying countory name 1:China   Staying institution name 1:中国科学院半導体研究所