| 研究課題/領域番号 |
16H06292
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
浅田 雅洋 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30167887)
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| 研究分担者 |
宮本 恭幸 東京工業大学, 工学院, 教授 (40209953)
鈴木 左文 東京工業大学, 工学院, 准教授 (40550471)
西山 伸彦 東京工業大学, 工学院, 教授 (80447531)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-26 – 2021-03-31
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| キーワード | テラヘルツ波 / テラヘルツ電子デバイス / テラヘルツ光デバイス / 室温テラヘルツ光源 / 共鳴トンネルダイオード / 周波数可変発振素子 / テラヘルツ無線通信 / テラヘルツレーダー |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、テラヘルツ周波数帯に対して、共鳴トンネルダイオード(RTD)発振器による光源に注目し、①電子デバイスと光デバイスの原理を繋ぐテラヘルツデバイス物理の解明と学問的基盤の確立、②これに基づいた高性能半導体テラヘルツ光源の実現、③その応用展開までの一連を目的とし、今年度は以下の成果を得た。
①テラヘルツデバイス物理の解明に関して、電子のトンネルと蓄積で生じる遅延、および、光子の放出と吸収を伴う電子のトンネル遷移を導入して、電子デバイスと光デバイスの特性を同時に考慮した微分負性コンダクタンス（NDC）の理論を構築した。この理論により、周波数とともにNDCが大きく低下する測定結果を説明することができた。
②高性能半導体テラヘルツ光源では、矩形空洞共振器を集積した高出力発振器について、作製プロセスを簡略化した素子により、ボウタイ集積で530 GHz、ダイポール集積では比較的大面積で300～400 GHzの発振を得て、構造最適化により高出力が可能である見通しを得た。また、昨年に続き、作製プロセスを大幅に簡単化したスロットアンテナ集積発振器において、スプリットリング共振器による低損失構造で、1.2 THzまでの発振と、900 GHzで出力30マイクロワットのほぼ理論通りの発振特性を得るとともに、応用で重要となるビームステアリングの基本動作として、注入同期によるRTD発振器の位相制御を達成した。
③応用展開では、サブキャリアAMCW方式のレーダーを導入した3次元イメージングシステムを構築し、深さ方向の誤差0.02 mmを達成した。サブキャリア方式を拡張したDFTレーダーでは、多重の物体の測定を実証した。また、サブキャリアFMCWレーダーでは、1点あたりの測定時間が10ミリ秒以下のリアルタイム測定に成功した。これらRTDレーダー基本システムのそれぞれについて特長と長所短所を比較した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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