2009 Fiscal Year Annual Research Report
低次元プラズモンの分散制御を利用した電磁波伝搬モード型回路の研究
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18106006
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
尾辻 泰一 Tohoku University, 電気通信研究所, 教授 (40315172)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
RYZHII VICTOR 会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (90254078)
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)
楢原 浩一 山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (00422171)
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| Keywords | 高速伝送回路設計 / プラズモン / テラヘルツ / 赤外材料・素子 / 分散制御 / 電磁波 |
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| Research Abstract |
本研究は、低次元プラズモンの分散制御を利用した新規な電磁波伝播モード型回路の創出をめざすものである。研究第3年次にあたる今年度は、プラズモン分散制御基盤技術の更なる展開として以下のとおり実施した。
1.プラズモン分散制御による電磁波伝播モード型回路機能の検証(継続)
「周波数変換」機能: プラズモン共鳴型エミッターが有する高次高調波発生と異方性透過・反射膜の帯域通過フィルタ機能を利用した周波数逓倍動作の実現をめざす。昨年度実施の回路設計に続き、InPプロセスによる試作・評価・検証(代表者:尾辻、連携者:末光)を行った。
「時間論理」機能: 2次元プラズモンをゲートバイアス制御によって回折格子状に形成するとプラズモンモードの導波路となり、伝搬速度が著しく低下した遅波伝搬となる。かかる新概念回路の機能検証を目的として、昨年度の理論検討を基盤として、非線形伝送線路を設計(分担者:楢原、分担者:Ryzhii)、試作(連携研究者:末光)、評価(代表者:尾辻)を行った。
「増幅」機能:グラフェンによる新概念レーザー 光学励起下のグラフェンにおけるキャリア緩和・再結合過程とその結果もたらされる反転分布・誘導放射の実験検証に成功した成果をふまえ、レーザー動作を果たす共振器構造を考案(代表者:尾辻、分担者:Ryzhii)、第一次設計(代表者:尾辻)、試作(連携者:末光)、評価(代表者:尾辻)を行い、問題点、課題を明らかにした。
2.電磁波伝播モード型要素回路の試作・評価(継続)(分担者:佐野、代表者:尾辻)
メタマテリアル異常透過フィルタ 前年度までに試作評価を進めた、2重回折格子型ゲートと自己補対型アンテナの3次元集積構造による複合アンテナ構造に含まれるメタマテリアル構造を考察し、非メタマテリアル的な広帯域伝搬特性から、電磁バンドギャップの発現による超狭帯域バンドパス・バンドストップフィルタ動作とプラズモン分散制御による帯域制御機能の解析を行った。
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