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Graphene terahertz detectors based on plasmons and resonant tunneling

研究課題

研究課題/領域番号 26820123
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東北大学

研究代表者

TOMBET STEPHANE  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (00726911)

研究協力者 尾辻 泰一  
末光 哲也  
佐藤 昭  
リズイー ヴィクトール  
渡辺 隆之  
ヤダフ ディーピカ  
栗田 裕紀  
ポポフ ヴィチェスラブ  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードテラヘルツ / グラフェン / 検出 / プラズモン / 共鳴トンネリング / terahertz / graphene / detectors / resonant tunneling / plasmon / sources
研究成果の概要

本研究は、グラフェンを基本要素とし、プラズモンと量子力学的共鳴トンネリングを動作原理として導入した新規なテラヘルツ検出器の開発を目的として遂行した。トンネルバリア絶縁層を単層グラフェンでサンドウィッチしたグラフェン二重層と外部ゲート制御機構を基本素子構造とし、フォトンアシスト共鳴トンネリングとグラフェンプラズモンを検出感度向上を図る新たな動作原理として導入することを試みた。素子の試作評価を通して、提案する素子構造ならびに動作原理の有効性を検証し、素子実現の見通しを得た。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 3件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 14件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 14件、 招待講演 11件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 二ューヨーク州立大学バッファロー校/レンセラー工科大学/ロスアラモス国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] レーゲンスブルグ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Ultrafast optical microscopy of single monolayer molybdenum disulfide flakes2016

    • 著者名/発表者名
      M. Seo, H. Yamaguchi, A.D. Mohite, S. Boubanga-Tombet, J.-C. Blancon, S. Najmaei, P.M. Ajayan, J. Lou, A.J. Taylor, and R.P. Prasankumar
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep21601

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Terahertz emission in double-graphene-layer structure"2015

    • 著者名/発表者名
      D. Yadav, S. Boubanga Tombet, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 雑誌名

      CLEO: Int. Conf. on Lasera and Electro-Optics Tech. Dig.

      巻: 1 ページ: STu2H.3-STu2H.3

    • DOI

      10.1364/cleo_si.2015.stu2h.3

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Emission and detection of THz radiation using graphene and III-V semiconductor heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet and T. Otsuji
    • 雑誌名

      CMOS-ETR: Int. Symp. on CMOS Emerging Technologies Research Dig.

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Plasmon-resonant terahertz emitters and detectors and their system applications"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet
    • 雑誌名

      2015-Collaborative Conference on 3D and Materials Research (CC3DMR) Proc.

      巻: 1 ページ: 160-164

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Terahertz emitters and detectors based on double-graphene-layer Van der Waals heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      D. Yadav, S. Boubanga Tombet, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 雑誌名

      DRC: the 73rd Device Research Conference Digest

      巻: 1 ページ: 271-272

    • DOI

      10.1109/drc.2015.7175678

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Terahertz emission in a double-graphene-layer heterostructure"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet, D. Yadav, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 雑誌名

      The 19th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (EDISON) Digest

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Plasmonic terahertz emitters and detectors for sensing and wireless communications"2015

    • 著者名/発表者名
      T. Otsuji, A. Satou, S. Boubanga-Tombet, T. Watanabe, G. Ducournau, Y.M. Meziani, W. Knap, and V.V. Popov
    • 雑誌名

      Proc. PIERS 2015 in Prague: The 36th Progress in Electromagnetics Resarch Symposium

      巻: 1 ページ: 2247-2253

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Plasmon-resonant terahertz emitters and detectors and their system applications"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet
    • 雑誌名

      Int. Conf. on Nanotechnology Congress & Expo Dig.

      巻: 1 ページ: 79-79

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Emission and detection of terahertz radiation in double-graphene-layer van der Waals heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet, D. Yadav, S. Arnold, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 雑誌名

      IRMMW-THz 2015: the 40th Int. Conf. on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves Dig.

      巻: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/irmmw-thz.2015.7327487

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Terahertz detection in double-graphene-layer heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Arnold, D. Yadav, S. Boubanga Tombet, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 雑誌名

      FTT: Int. Conf. Frontiers in Terahertz Technology Proc.

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Double-graphene-layer van der Waals heterostructures for terahertz device applications"2015

    • 著者名/発表者名
      T. Otsuji, S.A. Boubanga Tombet, and V. Ryzhii
    • 雑誌名

      MRS Fall Meeting, Symposium Q: Nano Carbon Materials -1D to 3D, Abstracts

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] "Terahertz emission and detection from double graphene layer heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      Deepika Yadav, Stephane Boubanga Tombet, Stevanus Arnold, Takayuki Watanabe, Victor Ryzhii, and Taiichi Otsuji
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 115 ページ: 71-76

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Helicity sensitive terahertz radiation detection by dual-grating-gate high electron mobility transistors2015

    • 著者名/発表者名
      P. Faltermeier, P. Olbrich, W. Probst, L. Schell, T. Watanabe, S.A. Boubanga Tombet, T. Otsuji, and S.D. Ganichev
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 118 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4928969

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Terahertz magneto-optical spectroscopy of a two-dimensional hole gas2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kamaraju, W. Pan, U. Ekenberg, D. M. Gvozdić, S. Boubanga-Tombet, P. C. Upadhya, J. Reno, A. J. Taylor, and R. P. Prasankumar
    • 雑誌名

      Applied Physics Letter

      巻: 106 号: 3 ページ: 031902-031902

    • DOI

      10.1063/1.4906282

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz emission in a double-graphene-layer heterostructure2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet, D. Yadav, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 雑誌名

      OTST: Int. Conf. on Optical Terahertz Science and Technology Abstracts Book

      巻: 1 ページ: 56-56

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recent advances in the research toward graphene-based terahertz lasers2015

    • 著者名/発表者名
      Taiichi Otsuji, Akira Satou, Takayuki Watanabe, Stephane Albon Boubanga-Tombet, Alexander Dubinov, Vyacheslav V. Popov, Michael Shur, and Victor Ryzhii
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 9382 ページ: 938219-938219

    • DOI

      10.1117/12.2079411

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current driven detection of terahertz radiation in dual-grating-gate plasmonic detector2014

    • 著者名/発表者名
      S.A. Boubanga Tombet, Y. Tanimoto, A. Satou, T. Suemitsu, Y. Wang, H. Minamide, H. Ito, D.V. Fateev, V.V. Popov, and T. Otsuji
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 104 号: 26 ページ: 262104-262104

    • DOI

      10.1063/1.4886763

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrahigh sensitive sub-terahertz detection by InP-based asymmetric dual-grating-gate high-electron-mobility transistors and their broadband characteristics2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kurita, G. Ducournau, D. Coquillat, A. Satou, K. Kobayashi, S.A. Boubanga-Tombet, Y.M. Meziani, V.V. Popov, W. Knap, T. Suemitsu, and T. Otsuji
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 104 号: 25 ページ: 251114-251114

    • DOI

      10.1063/1.4885499

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] "Terahertz emission and detection from double graphene layer heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      Deepika Yadav, Stephane Boubanga Tombet, Stevanus Arnold, Takayuki Watanabe, Victor Ryzhii, and Taiichi Otsuji
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子デバイス研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-12-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] "Double-graphene-layer van der Waals heterostructures for terahertz device applications"2015

    • 著者名/発表者名
      T. Otsuji, S.A. Boubanga Tombet, and V. Ryzhii
    • 学会等名
      MRS Fall Meeting, Symposium Q: Nano Carbon Materials -1D to 3D
    • 発表場所
      Boston Convention Center (Boston, MA, USA)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Resonant emission and detection of terahertz radiation from double graphene layer heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      D. Yadav, A. Stevanus, S. Boubanga Tombet, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia 2015
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Emission and detection of terahertz radiation in double-graphene-layer van der Waals heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet, D. Yadav, S. Arnold, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 学会等名
      IRMMW-THz 2015: the 40th Int. Conf. on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
    • 発表場所
      The Chinese University of Hong Kong (Hong Kong, China)
    • 年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Plasmon-resonant terahertz emitters and detectors and their system applications"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet
    • 学会等名
      331st OMICS Int. Conf. on Nanotechnology Congress & Expo
    • 発表場所
      Fleming's Conference Hotel (Frankfurt, Germany)
    • 年月日
      2015-08-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Plasmonic enhancement of graphene heterostructure based terahertz detectors"2015

    • 著者名/発表者名
      T. Otsuji, A. Satou, S.A. Boubanga Tombet, V. Ryzhii, V.V. Popov, V. Mitin, and M.S. Shur
    • 学会等名
      META'15: The 6th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • 発表場所
      シティカレッジニューヨーク(米国ニューヨーク州)
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Helicity sensitive terahertz radiation detection by dual-grating-gate high electron mobility transistors"2015

    • 著者名/発表者名
      P. Faltermeier, P. Olbrich, W. Probst, L. Schell, T. Watanabe, S.A. Boubanga-Tombet, T. Otsuji, and S.D. Ganichev
    • 学会等名
      MSS-17: 17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Plasmonic terahertz emitters and detectors for sensing and wireless communications"2015

    • 著者名/発表者名
      T. Otsuji, A. Satou, S. Boubanga-Tombet, T. Watanabe, G. Ducournau, Y.M. Meziani, W. Knap, and V.V. Popov
    • 学会等名
      PIERS 2015 in Prague: The 36th Progress in Electromagnetics Resarch Symposium
    • 発表場所
      Top Hotel Praha (Prague, Czech Republic)
    • 年月日
      2015-07-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Terahertz emission in a double-graphene-layer heterostructure"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet, D. Yadav, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 学会等名
      EDISON: The 19th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures
    • 発表場所
      Universidad de Salamanca (スペイン, サラマンカ市)
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Terahertz emitters and detectors based on double-graphene-layer Van der Waals heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      D. Yadav, S. Boubanga Tombet, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 学会等名
      DRC: the 73rd Device Research Conference
    • 発表場所
      オハイオ州立大学(米国オハイオ州コロンバス市)
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Plasmon-resonant terahertz emitters and detectors and their system applications"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet
    • 学会等名
      2015-Collaborative Conference on 3D and Materials Research (CC3DMR)
    • 発表場所
      BEXCO (Busan, South Korea)
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Terahertz wave generation using graphene and III-V semiconductor heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      Taiichi Otsuji, Stephane Boubanga-Tombet, Akira Satou, Takayuki Watanabe, Victor Ryzhii, Maxim Ryzhii et al.,
    • 学会等名
      RJUS TeraTech-2015: The 4th Russia-Japan-USA Symposium on Fundamental & Applied Problems of Terahertz Devices & Technologies
    • 発表場所
      IMT, RAS (Chernogolovka, Russia)
    • 年月日
      2015-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Emission and detection of THz radiation using graphene and III-V semiconductor heterostructures"2015

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet and T. Otsuji
    • 学会等名
      CMOS-ETR: Int. Symp. On CMOS Emerging Technologies Research
    • 発表場所
      Hyatt Regency (カナダ、バンクーバー市)
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Terahertz emission in double-graphene-layer structure"2015

    • 著者名/発表者名
      D. Yadav, S. Boubanga Tombet, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 学会等名
      CLEO: Int. Conf. on Lasera and Electro-Optics
    • 発表場所
      San Jose Convention Center (米国カリフォルニア州サンノゼ市)
    • 年月日
      2015-05-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Graphene active plasmionics for terahertz device applications"2015

    • 著者名/発表者名
      T. Otsuji, A. Dubinov, M. Ryzhii, S. Boubanga Tombet, A. Satou, V. Mitin, M.S. Shur, V. Ryzhii
    • 学会等名
      SPIE Defense + Security, and Sensing Technology + Applications, Conference 9476 on Automatic Target Recognition XXV
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center (米国メリーランド州バルチモア市)
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Terahertz emission in a double-graphene-layer heterostructure2015

    • 著者名/発表者名
      1-S. Boubanga Tombet, D. Yadav, T. Watanabe, V. Ryzhii, and T. Otsuji
    • 学会等名
      Optical Terahertz Science & Technology Conference (OTST)
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] THz detection using a dual-grating-gate plasmonic detector2014

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet, A. Satou, V. V. Popov, and T. Otsuji
    • 学会等名
      TeraNano V-2014, The Fifth International Symposium on, Terahertz Nanoscience
    • 発表場所
      Martinique, France
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Plasmon-Resonant Terahertz Emitters and Detectors and their System Applications2014

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet, T. Otsuji, V. Popov and W. Knap
    • 学会等名
      ICMNE-2014. The International Conference “Micro- and Nanoelectronics – 2014”
    • 発表場所
      Zvenigorod, Moscow Region, Russia
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward New Graphene Terahertz Lasers2014

    • 著者名/発表者名
      3-S. Boubanga Tombet, T. Otsuji, A. Satou, A.A. Dubinov, V.V. Popov, V. Ryzhii
    • 学会等名
      CMD25-JMC14 Condensed Matter
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Graphene Active Plasmonics for New Types of Terahertz Lasers2014

    • 著者名/発表者名
      S. Boubanga Tombet, A. Satou, V. Ryzhii, T. Otsuji
    • 学会等名
      4rd RLE-RIEC Meeting on Research Collaboration in Photonics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] A. Korkin, S. Goodnick, R. Nemanich, Eds., Nanoscale Materials and Devices for Electronics, Photonics, and Solar Energy, Nanostructure Science and Technology [Chapt. 7, "Terahertz wave generation using graphene and compound semiconductor nano-heterostructures"]2015

    • 著者名/発表者名
      T. Otsuji, V. Ryzhii, S. Boubanga Tombet, A. Satou, M. Ryzhii, V.V. Popov, W. Knap, V. Mitin, and M. Shur
    • 総ページ数
      282
    • 出版者
      Springer, Switzerland
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 尾辻・末光・ボーバンガ研究室

    • URL

      http://www.otsuji.riec.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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