分布が周期性を持つ異方性固体プラズマを含んだ半導体平板中のサブミリ波伝搬特性

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12680472
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 小武内 哲雄 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (30006697)
• 研究分担者: 淀川 信一 秋田大学, 工学資源学部, 助手 (90282160)
• キーワード: サブリミ波 / 固体プラズマ / 周期構造 / 非可逆素子 / イメージ線路

研究概要

今年度得られた結果のうち主なものは以下の通りである。
周期的に固体プラズマを挿入した線路の伝搬特性に関しては、0.35ミリ角のn-InSbの棒状試料をテフロン上に24本挿入した構造中の70GHzのTMモードミリ波の伝搬特性についてのFDTD解析と液体窒素温度での実験を行った結果、解析と実験とのきわめて良い一致が得られ、フイルターとしての特性が横磁界の印加によって大きく変化することが明らかになった。同様の解析を500GHz帯でも行い、サブミリ波帯フィルターの特性をプラズマ密度によって大きく変化しうるという結果を得ている。これらの結果は、マイクロ波研究会とサブミリ波に関する国際会議で発表した。現在論文を執筆中である。
TEモードを伝えるミリ波帯イメージ線路の表面に磁化されたInSbの薄板を置いた構造に生ずる電力分布の偏りについては、FDTD解析とこれに対応する実験を70GHzのミリ波と671GHzのサブミリ波を用いて行い、実際に解析で得られた特性と良く一致する結果を得た。同時に70GHzでのY型サーキュレーターの試作を試み、予想された効果を見出した。これらの結果もマイクロ波研究会で発表を行った。
レーザーを用いたInSbのpn接合の作成については、n型不純物としてSeを用いた場合について検討を行い、従来の結果に比べて十分良い特性を得たので、来年度はこれを用いたプラズマの注入と、周期構造による平面型回路中のサブミリ波の偏向に関する検討を開始する予定である。
さらに、本研究の実験装置に関連して、実験データの質の向上を目指すシュタルク効果を利用したサブミリ波レーザーの安定化については、予備実験の結果実際に安定化できることが明らかとなったので、現在実用的な装置を構築している。

研究成果

• [文献書誌] 深澤信昭, 淀川信一他: "周期的に固体プラズマ棒を装荷した二層構造誘電体導波管のミリ波伝搬特性"信学技報(電子情報通信学会). MW2001-46. 7-12 (2001)
• [文献書誌] 伊藤禎洋, 佐藤治他: "固体プラズマ材料薄板を挿入した誘電体線路のミリ波偏向特性"信学技報(電子情報通信学会). MW2001-47. 13-18 (2001)
• [文献書誌] 深澤信昭, 淀川信一他: "周期的に固体プラズマ棒を装荷した二層構造誘電体導波管の500GHx帯サブリミ波伝搬特性"信学技報(電子情報通信学会). MW2001-94. 157-162 (2001)
• [文献書誌] 淀川信一, 高橋基他: "p-InSbで構成したイメージ線路の671GHzサブリミ波非可逆伝搬特性"信学技報(電子情報通信学会). MW2001-95. 163-168 (2001)
• [文献書誌] N. Fukazawa, S. Yodokawa et al: "Submillimelter-Wave Transmission Characteristics of a Transversely-Magnetized p-InSb Dielectric Waveguide Periodically Loaded with Thin n-InSb Rods"Proc 9th Int Conf. Terahertz Electronics, USA. (未定)(印刷中). (2001)