2020 Fiscal Year Annual Research Report
Terahertz imaging on the basis of one-dimensional plasmonics
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19H02536
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野々口 斐之 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 講師 (50610656)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | プラズモニクス / カーボンナノチューブ / センサー / 電磁波 / ドーピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は単層カーボンナノチューブを基盤とするテラヘルツ波帯の高感度イメージングデバイスを開発することを目的としている。研究期間の前半では，申請者が有する高信頼性ドーピング手法を用い，テラヘルツ帯のイメージング感度に見られると予測される構造物性相関を明らかにすることを計画した。昨年までに半導体性カーボンナノチューブの精製技術と製膜技術を整備するとともに，熱電変換特性と遠赤外プラズモン共鳴を同一試料で計測する方法論を確立した。2020年度はカーボンナノチューブを用いた透明赤外線センサーの駆動を確かめた。とくにｎ型ドーピングを検証し，特定の素材の組み合わせによる半導体性カーボンナノチューブが安定かつ高性能な光熱電センサー材料となることが明らかとなった。具体的には，極性側鎖を有する導電性高分子を用いてソートした半導体性カーボンナノチューブが安定なドーピングの基質となることを見出した。その原理は未だ完全には明らかでないが，側鎖とカウンターイオンとの相互作用の寄与が示唆される。これを用いることで従来検出器を凌駕する光センサー感度を達成した。フレキシブルなカーボンナノチューブを用いることでテラヘルツ帯の高感度赤外センサー材料が実現できたことは，その光熱電変換プロセスの学理解明のみならず新しいカテゴリーの赤外センシング材料の提案につながり，セキュリティや分析・検査にかかわる応用分野への赤外フォトニクス応用の普及に大きく貢献すると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初想定した赤外線センサーの主導原理が明らかになりつつある。また，性能に関しては当初の想定に迫っている。21年度に予定していた新規のデバイス構築にも着手できていることから，おおむね順調に研究が進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は，これまでの技術を統合した高感度センサーや，ナノカーボンの特色を活かした新しいセンサーの提案を目指す。
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