メタマテリアル導入によるシリコン基板上アンテナの高性能化

• 研究課題/領域番号: 20360148
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 佐野 栄一 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (10333650)
• 研究分担者: 池辺 将之 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20374613)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2010年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2009年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2008年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: メタマテリアル / 負屈折率 / 磁気壁 / アンテナ / RFCMOS / 無線通信回路 / RF CMOS / 複合材料

研究概要

シリコン基板が低抵抗であるため、高利得アンテナをシリコン基板上に形成することは困難であった。そこで、CMOS LSIの配線層を用いた人工誘電体(ADL)を最上層アンテナとシリコン基板の間に形成し、アンテナ利得の向上を試みた。CMOS製造技術と同様の製造技術により、ADLとダイポールアンテナを設計試作した。その結果、利得は3dB向上し、10GHz帯において低抵抗シリコン基板上に作製されたアンテナでは最高性能を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] High-Gain Silicon On-Chip Antenna with Artificial Dielectric Layer (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Takahagi, E.Sano
  • 雑誌名: IEEE Trans.Antennas & Propagation 巻: 59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Graphene oxide as dyestuffs for the creation of electrically conductive fabrics (2010)
  • 著者名/発表者名: B. Fugetsu, E. Sano, H. Yu, K. Mori, T. Tanaka
  • 雑誌名: Carbon vol. 48, no. 12 ページ: 3340-3345
  • NAID: 120002414871
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-gain silicon on-chip antenna with artificial dielectric layer (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takahagi, E. Sano
  • 雑誌名: Proc. 2010 Asia-Pacific Radio Science Conf.., paper DC1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3.1-10.6 GHz RF CMOS circuits monolithically integrated with dipole antenna (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ikebe, D. Ueo, K. Takahagi, M. Ohuno, Y. Takada, E. Sano
  • 雑誌名: Proc. 2009 IEEE Int'l Conf. Electronics Circuits and Systems ページ: 17-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-wideband silicon on-chip antennas with artificial dielectric layer (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takahagi, M. Ohno, M. Ikebe, E. Sano
  • 雑誌名: Proc. 2009 Int'l Sympo. Intelligent Signal Processing and Communication Systems ページ: 81-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity and electromagnetic interference shielding efficiency of carbon nanotube/cellulose composite paper (2008)
  • 著者名/発表者名: B. Fugetsu, E. Sano, M. Sunada, Y. Sambongi, T. Shibuya, X. Wang, T. Hiraki
  • 雑誌名: Carbon vol. 46 ページ: 1256-1258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity and electromagnetic interference shielding efficiency of carbon nanotube / cellulose comnosite paper (2008)
  • 著者名/発表者名: B. Fugetsu, E. Sano, 他5名
  • 雑誌名: Carbon 46 ページ: 1256-1258
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-gain silicon on-chip antenna with artificial dielectric layer
  • 著者名/発表者名: K. Takahagi, E. Sano
  • 雑誌名: IEEE Trans. Antenna & Propagation. (掲載決定)
  • 査読あり
• [学会発表] 人工誘電体を用いた高利得シリコン基板上アンテナ (2011)
  • 著者名/発表者名: 高萩和宏,佐野栄一
  • 学会等名: 2011電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 東京都市大学(東京)
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] 人工誘電体を用いた高利得シリコン基板上アンテナ (2011)
  • 著者名/発表者名: 高萩和宏
  • 学会等名: 2011信学会総合大会
  • 発表場所: 東京都市大学、東京
  • 年月日: 2011-03-15
• [学会発表] マルチバンド無線通信用インダクタレス低雑音増幅器の設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤亮,池辺将之,本久順一,佐野栄一
  • 学会等名: 2011電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 東京都市大学(東京)
  • 年月日: 2011-03-14
• [学会発表] マルチバンド無線通信用インダクタレス低雑音増幅器の設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 近藤亮
  • 学会等名: 2011信学会総合大会
  • 発表場所: 東京都市大学、東京
  • 年月日: 2011-03-14
• [学会発表] High-gain silicon on-chip antenna with artificial dielectric layer (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Takahagi, E. Sano
  • 学会等名: 2010 Asia-Pacific Radio Science Conf.
  • 発表場所: Toyama, Japan
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] High-gain silicon on-chip antenna with artificial dielectric layer (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Takahagi
  • 学会等名: 2010 Asia-Pacific Radio Science Conf.
  • 発表場所: 富山国際会議場、富山
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] ドレイン接地フィードバックを用いたUWB用低雑音増幅器 (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤亮,池辺将之,本久順一,佐野栄一
  • 学会等名: 2010電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] ドレイン接地フィードバックを用いたUWB用低雑音増幅器 (2010)
  • 著者名/発表者名: 近藤亮
  • 学会等名: 2010信学会総合大会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 人工誘電体を用いたSiオンチップアンテナの高利得化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高萩和宏,佐野栄一
  • 学会等名: 2010電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] 人工誘電体を用いたSiオンチップアンテナの高利得化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高萩和宏
  • 学会等名: 2010信学会総合大会
  • 発表場所: 東北大学、仙台
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] A 3.1-10.6 GHz RF CMOS circuits monolithically integrated with dipole antenna (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ikebe, D. Ueo, K. Takahagi, M. Ohuno, Y. Takada, E. Sano
  • 学会等名: 2009 IEEE Int'l Conf. Electronics Circuits and Systems
  • 発表場所: Hammamet, Tunisia
  • 年月日: 2009-12-14
• [学会発表] A 3.1-10.6 GHz RF CMOS circuits monolithically integrated with dipole antenna (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Ikebe
  • 学会等名: 2009 IEEE Int'l Conf.Electronics Circuits and Systems
  • 発表場所: Hammamet, Tunisia
  • 年月日: 2009-12-14
• [学会発表] Ultra-wideband silicon on-chip antennas with artificial dielectric layer (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takahagi, M. Ohno, M. Ikebe, E. Sano
  • 学会等名: 2009 Int'l Sympo. Intelligent Signal Processing and Communication Systems
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] Ultra-wideband silicon on-chip antennas with artificial dielectric layer (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Takahagi
  • 学会等名: 2009 Int'l Sympo.Intelligent Signal Processing and Communication Systems
  • 発表場所: エクセルホテル東急、金沢
  • 年月日: 2009-12-07
• [学会発表] 人工誘電体を用いたSiオンチップアンテナの設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高萩和宏,佐野栄一,池辺将之
  • 学会等名: 2009電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] カーボンナノチューブ分散ゴムの電磁波シールド特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中朋,佐野栄一,古月文志,西村浩之,柏木猛,中根和靖
  • 学会等名: 2009電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 人工誘電体を用いたSiオンチップアンテナの設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高萩和宏
  • 学会等名: 2009信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 新潟大学、新潟
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] カーボンナノチュブ分散ゴムの電磁波シールド特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中朋
  • 学会等名: 2009信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 新潟大学、新潟
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] オンチップアンテナの特性に即した低雑音増幅器の広帯域化の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大野正輝,池辺将之,本久順一,佐野栄一
  • 学会等名: 2009電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学(松山)
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 広帯域直交ミキサにおける共振インダクタQ値の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高田裕介,池辺将之,本久順一,佐野栄一
  • 学会等名: 2009電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学(松山)
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] オンチップアンテナの特性に即した低雑音増幅器の広帯域化の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大野正輝
  • 学会等名: 電子情報通信学会2009総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 広帯域直交ミキサにおける共振インダクタQ値の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高田裕介
  • 学会等名: 電子情報通信学会2009総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 人工誘電体シールドの特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高萩和宏,佐野栄一
  • 学会等名: 2009電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学(松山)
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] 人工誘電体シールドの特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高萩和宏
  • 学会等名: 電子情報通信学会2009総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] カーボンナノチューブ分散紙の電磁波シールド特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中朋,佐野栄一,秋山宏介,今井将徳
  • 学会等名: 2009電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学(松山)
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] カーボンナノチューブ分散紙の電磁波シールド特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中朋
  • 学会等名: 電子情報通信学会2009総合大会
  • 発表場所: 愛媛大学、松山
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] CNT nano-internet : Carbon nanotube/cellulose composite paper for electromagnetic interference shielding (2009)
  • 著者名/発表者名: E.Sano, K. Akiyama, M. Imai
  • 学会等名: 1st Intl. Conf. Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials
  • 発表場所: Tours, France
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] CNT nano-internet : Carbon nanotube / cellulose composite paper for electromagnetic interference shielding (2009)
  • 著者名/発表者名: E. Sano
  • 学会等名: Intl. Conf. Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials
  • 発表場所: Tours, France
  • 年月日: 2009-03-16
• [学会発表] 北大におけるミリ波ICの研究状況 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐野栄一
  • 学会等名: 第21回 回路とシステム軽井沢ワークショップ
  • 発表場所: 軽井沢プリンスホテル(軽井沢) 招待講演
  • 年月日: 2008-04-21
• [学会発表] 北大におけるミリ波ICの研究状況 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐野栄一
  • 学会等名: 第21回回路とシステム軽井沢ワークショップ
  • 発表場所: 軽井沢プリンスホテル、軽井沢
  • 年月日: 2008-04-21
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.rciqe.hokudai.ac.jp/thz/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.rciqe.hokudai.ac.jp/thz/index.html