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カーボン系原子層物質の空間次元制御による新規テラヘルツ・赤外機能素子・計測の創出

Publicly Offered Research

Project AreaScience of 2.5 Dimensional Materials: Paradigm Shift of Materials Science Toward Future Social Innovation
Project/Area Number 22H05470
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (II)
Research InstitutionChuo University

Principal Investigator

河野 行雄  中央大学, 理工学部, 教授 (90334250)

Project Period (FY) 2022-06-16 – 2024-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywordsテラヘルツ / テラヘルツ光 / 赤外光
Outline of Research at the Start

原子層物質は従来の半導体にはない優れた特長を有しており、光領域の中で未開拓であるテラヘルツ・赤外帯の機能探索による新規なデバイス応用が期待できるものの、実際の応用化・実装化は発展途上である。本研究は,光励起カーボン物質に対して新たな+0.5次元の構造を付加することによってテラヘルツ・赤外光機能を探求し、発光・検出素子へとつなげることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

原子層物質は従来の半導体にはない優れた特長を有しており、光領域の中で未開拓であるテラヘルツ(THz)・赤外帯の機能探索による新規なデバイス応用が期待できるものの、実際の応用化・実装化は発展途上である。本研究は,光励起状態のカーボン物質に対して新たな+0.5次元を付加すること(別材料挿入や積層構造の構築など)によってTHz・赤外光機能を探求し、発光・検出素子を創出することを目的とする。また、領域内に当研究室のTHz・赤外光計測の場を提供することで、共同研究の活性化に貢献する。本研究でターゲットとする赤外(特に波長の長い中・遠赤外)~THz領域におけるセンシング技術は発展途上の分野であり、比較的成熟している可視光や近赤外光とは異なるアプローチが模索されている。本研究を通じて、原子層物質の新たな光デバイス応用を示す。今年度は、積層構造による発光素子の波長制御、並びに周期構造の作製による偏光制御に取り組んだ。いずれも電磁界シミュレーションに基づいたデザインによる光学特性を、実験により確認した。また、領域内共同研究により、新たな原子層物質によるTHz・赤外帯撮像素子と画像イメージング応用を実証した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画していた光機能素子の作製や性能実証が着々と進んでおり、さらに領域内共同研究を通じて計画外の新たな進展もあった。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画を進めながら、同時に領域内共同研究を活性化する。特に、当研究室のテラヘルツ・赤外計測を活用していただくことで、新たな展開を模索する。

Report

(1 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Recent Progress in Development of Carbon-Nanotube-Based Photo-Thermoelectric Sensors and Their Applications in Ubiquitous Non-Destructive Inspections2023

    • Author(s)
      K. Li, Y. Kinoshita, D. Sakai, Yukio Kawano
    • Journal Title

      Micromachines

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 61-61

    • DOI

      10.3390/mi14010061

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 貼り付けるだけで水溶液濃度を計測できる光センサシートの開発2023

    • Author(s)
      李恒,河野行雄
    • Journal Title

      月刊配管技術

      Volume: 65 Pages: 19-27

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Carbon nanotube-based, serially connected terahertz sensor with enhanced thermal and optical efficiencies2022

    • Author(s)
      D. Suzuki, Y. Takida, Y. Kawano, H. Minamide, N. Terasaki
    • Journal Title

      Science and Technology of Advanced Materials

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 424-433

    • DOI

      10.1080/14686996.2022.2090855

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] カーボンナノ材料のテラヘルツ検出・撮像デバイスへの応用2022

    • Author(s)
      酒井大揮,木下祐哉,李恒,河野行雄
    • Journal Title

      月刊MATERIAL STAGE

      Volume: 21 Pages: 37-44

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シート状広帯域テラヘルツ・赤外撮像センサと全方位検査分析応用2023

    • Author(s)
      河野行雄
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A Flexible and Stretchable Terahertz Imaging Sheet for Multi-View Visualization2022

    • Author(s)
      Y. Kawano
    • Organizer
      29th International Display Workshops
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] シート状ブロードバンド撮像センサと検査分析応用~テラヘルツ光から可視光まで~2022

    • Author(s)
      河野行雄
    • Organizer
      2022年度第2回プリンテッド・エレクトロニクス研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A mechanically stretchable and optically broadband imager sheet2022

    • Author(s)
      K. Li, T. Araki, T. Sekitani, Y. Kawan
    • Organizer
      8th International Workshop on Nanocarbon Photonics and Optoelectronics
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] カーボンナノチューブ膜型フレキシブルテラヘルツ波撮像シートカメラ2022

    • Author(s)
      河野行雄
    • Organizer
      2022年度日本写真学会オンライン年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A flexible terahertz imaging sheet for multi-view visualization and inspection2022

    • Author(s)
      Y. Kawano
    • Organizer
      12th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 機械学習・ディープラーニングによる“異常検知”技術と活用事例集2022

    • Author(s)
      木下祐哉,酒井大揮,李恒,河野行雄
    • Total Pages
      560
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861049132
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-06-20   Modified: 2023-12-25  

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