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現在、トランジスタ内に生じるプラズラモン共鳴を利用したテラヘルツ(THz)帯動作デバイスの研究開発が活発化している。プラズモンは電子群の疎密振動であり、プラズモンの共鳴周波数は電子密度、ドリフト速度、そして、ゲート長によって定まる。プラズモン共鳴周波数が注入THz波に同期していると仮定すると、プラズモンが強く励起され、ドレインバイアスにその効果が重畳されるということがDyakonovらによって理論的に提案されている。アンテナ機構を導入することにより、励起されたプラズモンが電磁波に変換されるため、TxZ帯電磁波(THz波)の放射器が実現可能である。本研究室では、小型集積化プロセス技術が利用可能な半導体材料を用い、高利得な電磁波放射が期待されるプラズモン共鳴型エミッター(PRE)を提案している。本研究では、PREをTHz帯電磁波の検出器として利用し、実験的にTHz波の検出を行うことを目的としている。PREのTHz波検出動作を調査するため、高電子移動度トランジスタ(HEMT)に対する注入THz波によるプラズモン励起を計測可能な光応答特性(ACドレイン・ソースバイアス)実験を行った。THz帯光源としてCO_2レーザを使用した。得られた光応答特性の結果から、プラズモンの計測に成功し、ゲートバイアス変調による周波数可制御性を確認した。PREを用いた注入THz波検出時においても注入Txz波によるプラズモン励起、計測という過程を辿るため、PREを用いたTHz波が検出可能であると推察される。プラズモン励起を計測するという観点から電気光学サンプリング(EOS)という時系列でTHz波を計測可能なシステムを用い、PREからTHz波が放射されていることを計測し、THz波と関連のあるプラズモン励起を確認した。また、周波数領域でのTHz波を計測可能なフーリエ変換赤外分光(FTIR)システムを用いて、PREでプラズモンが励起されていることを確認した。得られた結果は国際会議で発表され、著名な論文誌に出版されている[雑誌論文、学会発表参照]。
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