| 研究課題/領域番号 |
16H06361
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・電子機器
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
尾辻 泰一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40315172)
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| 研究分担者 |
鈴木 哲 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (00393744)
高村 真琴 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 多元マテリアル創造科学研究部, 研究主任 (00622250)
吹留 博一 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10342841)
Maxim・V Ryzhii 会津大学, コンピュータ理工学部, 上級准教授 (50254082)
佐藤 昭 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (70510410)
渡辺 隆之 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80771807)
TOMBET STEPHANE 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (00726911)
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| 研究期間 (年度) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
187,980千円 (直接経費: 144,600千円、間接経費: 43,380千円)
2020年度: 29,510千円 (直接経費: 22,700千円、間接経費: 6,810千円)
2019年度: 32,110千円 (直接経費: 24,700千円、間接経費: 7,410千円)
2018年度: 29,120千円 (直接経費: 22,400千円、間接経費: 6,720千円)
2017年度: 30,680千円 (直接経費: 23,600千円、間接経費: 7,080千円)
2016年度: 66,560千円 (直接経費: 51,200千円、間接経費: 15,360千円)
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| キーワード | 二次元材料 / ファンデルワールスヘテロ接合 / グラフェン / テラヘルツ / プラズモン / デバイス / 二次元原子薄膜 / 複合量子効果 / 二次元原子薄膜ヘテロ接合 / 遷移金属ジカルコゲナイド / 量子力学トンネリング / フォトンアシストトンネリング / プラズモンアシストトンネリング / 増幅・検出 / マイクロ波・ミリ波・テラヘルツ波 / ヘテロ接合 / プラズモンポラリトン / 複合量子系 / 増幅・発振 / 検出 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，バンドギャップレスな半金属的性質を有するグラフェンを中心として，h-BN等の絶縁体やWS2等の遷移金属ジカルコゲナイド半導体とのvan der Waals接合からなる二次元原子薄膜ヘテロ接合材料をプラットフォームとして創製し，量子効果やプラズモニック効果などの二次元原子薄膜ヘテロ接合系に特徴付けられた電子・フォトン・プラズモン・フォノンが関わる複合量子系に現れる物理現象を動作機構として新たに導入し，テラヘルツ波領域での増幅・発振・検出・非線形波動制御の各機能を，従来の材料・物理機構が果たし得なかった高いエネルギー効率で実現し得るデバイスを創出した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
テラヘルツ周波数帯がメインストリームとなる次世代超高速無線通信技術：６G，７Gの到来が目前に迫っている．しかしながら，トランジスタを中心とする電子デバイスも，レーザーを中心とする光デバイスも，テラヘルツ領域では本質的な物理限界を来たしていた．本研究の成果は，小型・集積化可能かつ低消費電力な光源・信号処理デバイスを新材料・新原理の導入によって実現する見通しを得たものである．学術的には，特異な光電子物性を有するグラフェンと相補的二次元材料とのヘテロ接合によって新しい非線形複合量子効果を発現せしめ，その物性を未開拓テラヘルツ周波数帯での機能デバイス応用として工学応用を果たした点で意義が高い．
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| 評価記号 |
検証結果 (区分)
A
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評価記号 |
評価結果 (区分)
A-: 当初目標に向けて概ね順調に研究が進展しており、一定の成果が見込まれるが、一部に遅れ等が認められるため、今後努力が必要である
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