2001 Fiscal Year Annual Research Report

プラズマ電子波共鳴トランジスタによる光注入同期型テラヘルツ電磁波発振動作の研究

Research Project

Project/Area Number	13450147
Research Institution	Kyushu Institute of Technology
Principal Investigator	尾辻泰一九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (40315172)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岡本卓九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (40204036)
Keywords	プラズマ共鳴効果 / テラヘルツ / トランジスタ / ポラリトン / プラズモン / 二次元電子液体 / 光注入同期 / 発振
Research Abstract	1.プラズマ電子波共鳴トランジスタの動作特性解析 DyakonovとShurの提案したプラズマ電子波に対する流体力学方程式(摂動論的な線形結合近似による1次元モデル)を出発点として、Si及び化合物半導体による電界効果型トランジスタのテラヘルツ波励起に対するプラズマ電子波共鳴特性を数値解析し、化合物半導体素子において室温テラヘルツ共鳴発振動作の実現性を確認した。共鳴動作が困難なSi系デバイスの特性改善を図るため、疑似バイポーラn-i-n構造を提案した。本素子構造のプラズマ電子波共鳴特性を解析した結果、従来構造に比して1桁以上の共鳴強度改善効果が得られることを確認した。一方、共鳴周波数の可制御性が乏しいことが課題として判明した。 2.テラヘルツ波共鳴発振動作の実験的検討テラヘルツプローバシステムを用いて、ポラリトン-プラズモン相互作用を利用したレーザ2光波混合による差周波テラヘルツ励起の手法により、ゲート長80nmの極限微細化GaAs MESFETを対象としてプラズマ共鳴特性観測実験を遂行した。プラズマ共鳴効果によって生じるソース・ドレインポテンシャルの直流変調成分を測定することによってプラズマ共鳴特性を観測した。設定した1.0,1.50,2.50THzの3周波数において明瞭なプラズマ共鳴効果の観測に成功するとともに、プラズマ共鳴周波数のゲートバイアス依存性を初めて実験的に検証することに成功した。得られたプラズマ共鳴周波数のゲートバイアス依存性は一次元単純近似モデルに基づく理論解析と比較的よい一致を示し、プラズマ共鳴トランジスタの最大の特徴である、光注入同期型コヒーレントテラヘルツ帯波長可変発振素子としての実現性に見通しを得ることができた。プラズマ共鳴周波数のゲートバイアス依存性に見られる(二次元電子液体としてモデル化した)単純理論との若干の相違は、光励起キャリアが及ぼす電子走行チャネルの実効厚み変調効果による表面電子濃度の変化によって解析的に説明できた。今後は電気光学サンプリングによるテラヘルツ電磁波の直接観測へと進展させる。

Research Products

(3 results)

All Other

All Publications (3 results)

[Publications] 尾辻泰一: ""Terahertz plasma-wave excitation in 80-nm gate-length GaAs MESFET by photomixing long-wavelength CW laser sources""59th Annual Device Research Conference Digest. 1・1. 97-98 (2001)
[Publications] 尾辻泰一: ""Plasma-wave field-effect transistors and their terahertz applications""2001 Asia-Pacific Workshop on Advanced Semiconductor Devices Digest. 1・1. 71-77 (2001)
[Publications] 尾辻泰一: ""Numerical analysis for resonance properties of plasma-wave field-effect transistors and their terahertz applications to smart photonic network systems""IEICE Transactions on Electronics. E84-C・10. 1470-1476 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

プラズマ電子波共鳴トランジスタによる光注入同期型テラヘルツ電磁波発振動作の研究

Principal Investigator

尾辻 泰一 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (40315172)

Research Products

[Publications] 尾 辻 泰 一: ""Terahertz plasma-wave excitation in 80-nm gate-length GaAs MESFET by photomixing long-wavelength CW laser sources""59th Annual Device Research Conference Digest. 1・1. 97-98 (2001)

[Publications] 尾 辻 泰 一: ""Plasma-wave field-effect transistors and their terahertz applications""2001 Asia-Pacific Workshop on Advanced Semiconductor Devices Digest. 1・1. 71-77 (2001)

[Publications] 尾 辻 泰 一: ""Numerical analysis for resonance properties of plasma-wave field-effect transistors and their terahertz applications to smart photonic network systems""IEICE Transactions on Electronics. E84-C・10. 1470-1476 (2001)

尾辻泰一九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (40315172)

[Publications] 尾辻泰一: ""Terahertz plasma-wave excitation in 80-nm gate-length GaAs MESFET by photomixing long-wavelength CW laser sources""59th Annual Device Research Conference Digest. 1・1. 97-98 (2001)

[Publications] 尾辻泰一: ""Plasma-wave field-effect transistors and their terahertz applications""2001 Asia-Pacific Workshop on Advanced Semiconductor Devices Digest. 1・1. 71-77 (2001)

[Publications] 尾辻泰一: ""Numerical analysis for resonance properties of plasma-wave field-effect transistors and their terahertz applications to smart photonic network systems""IEICE Transactions on Electronics. E84-C・10. 1470-1476 (2001)