2014 Fiscal Year Annual Research Report
MEMS/共鳴トンネル素子集積化によるTHzサンプリング及び波形生成技術の研究
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25249042
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
前澤 宏一 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (90301217)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 仁 豊橋技術科学大学, テーラーメイド・バトンゾーン教育推進本部, 特任教授 (20506175)
安藤 浩哉 豊田工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (30212674)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 共鳴トンネル / テラヘルツ / MEMS / サンプリング / 異種材料集積 / InP / パルス / 発振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、THz 動作が可能な電子デバイスである共鳴トンネル素子(RTD) とMEMS、これらを統合する異種材料デバイス集積技術を基盤として、全電子式のTHzサンプリング、THz信号生成、さらにはTHz波形直接合成(THz-DDS,THz Direct Digital Synthesizer) 技術をオンチップで実現しようとするものである。THz 波は様々な分野で興味を集めているが、その多くは光学的な発生/検出手段によっており、大がかりな実験装置を要する。これをRTD やMEMSを用いて実現すれば、オンチップのTHz システムとなり、その応用範囲は格段に広がる。
本年度も昨年に引き続き、上記実現のための要素部品とその作製プロセスについて検討を進めた。具体的な成果は以下のとおりである。
本研究の中心課題の一つであるRTDパルス生成器とRTD検波器を用いたサンプリング回路に関し、検討を進めた。特に、サンプリングタイミングのスイープに必要な位相シフターについて検討を進め、新しい原理に基づくMEMS位相シフターを提案した。これは、線路上に設けたGNDプレーンの高さを変えるにより、実効誘電率を変化させるのもであり、超広帯域用途に適している。これまでにその可能性をシミュレーション、及び、簡単な実験により確認した。また、昨年度提案した、高次高調波を用いた超再生検波方式について実験による検証を行った。その結果、基本周波数を越える、高周波信号の検波を確認するとともに、問題点を明らかにした。異種材料デバイス集積技術に関しては、Ga溶融バンプをFluidic Self-Assembly技術の検討を進めた。パッチアンテナとRTDパルス生成器の集積化の検討を進め、プロセス上の問題点を明らかにした。
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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
要素技術の検討に関しては、概ね順調に進展している。さらに、新しいMEMS位相シフターを提案したことは重要な進展である。
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| Strategy for Future Research Activity |
要素技術の検討を進めるとともに、これまでの結果を基にプロトタイプデバイスの試作を進める。要素技術としては、超広帯域MEMS位相シフターの実現を目指し、インピーダンス整合条件の検討、GNDプレーンの動作機構の検討を行う。また、サンプリング回路に関しては、これまでに明らかになった問題点の解決を図り、その基本動作の実証を目指す。さらに、超再生検波方式に関しても、より高周波信号検波を新しい回路構造の提案、試作を行い、高周波動作の実証を行う。これらを集積するためのプロセス技術についても検討を進める
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| Remarks |
平成２６年 電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ レター論文賞 「溶融Gaバンプを用いたFluidic Self-Assembly で配置された微小デバイスの熱的信頼性」 中野 純、柴田 知明、森田 弘樹、坂本 宙、森 雅之、前澤 宏一
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