2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Graphene-Based Transparent Antennas
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20H02209
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
黄 晋二 青山学院大学, 理工学部, 教授 (50323663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須賀 良介 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (20398572)
渡辺 剛志 青山学院大学, 理工学部, 助教 (30803506)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | グラフェン / 透明アンテナ / CVD / インターカレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、グラフェンを複数回の転写によって積層する技術と電子吸引性TFSA分子を用いたドーピング技術を併用したグラフェン透明電極の低抵抗化に取り組み、90%の高い可視光透過率を維持したまま、シート抵抗を80 Ω/sq に低減することに成功した。2020年度には、この低抵抗化に成功した3層積層グラフェンを用いて実際に透明アンテナを作製し、Wheeler cap法を用いて放射効率を評価したところ、52.5%という値を得た。
2022年度には、放射効率向上のために更なる低抵抗化を目指してグラフェンへのインターカレーションに取り組んだ。塩化鉄をインターカラントとして積層転写した3層グラフェンへのインターカレーションの条件最適化に取り組んだ結果、これまでで最も低いシート抵抗である 40 Ω/sq を達成した。最適化した条件でのインターカレーションによって、Gピークの位置は1584 cm-1から1621 cm-1へと大きくブルーシフトしている。このGピーク位置から、インターカレーションが各層にインターカラントが充填されたステージⅠまで進行していることが分かった。また、インターカレーション前に90.1%（波長550 nm）であった透過率は、インターカレーション後も89.4%を維持しており、低シート抵抗と高透過率の両立に成功したと言える。
また、ドープした3層積層グラフェンをシグナル線とするcoplanar waveguide (CPW)を作製し、50GHzまでの伝送特性を評価した。一連の研究を通して、グラフェンのシート抵抗の低減が伝送損失の低減につながることをはじめ、ミリ波帯のグラフェンデバイスを設計する上での重要な知見を得ることができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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