集積型テラヘルツ波ヘテロダイン検出器の開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K04517
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 東京大学 (2023); 北里大学 (2019-2022)
• 研究代表者: 伊藤 弘 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任研究員 (50525384)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: テラヘルツ / ヘテロダイン検波 / 小型モジュール

研究成果の概要

異種基板上へのエピ層転写技術を利用し、平面回路型方向性結合器とフェルミレベル制御バリア（FMB）ダイオードとをモノリシック集積化したバランス型テラヘルツ波検出器を開発し、単一走行キャリアフォトダイオードと組み合わせて300GHz帯におけるヘテロダイン検波特性を評価した結果、方向性結合器の良好な方向性と、FMBダイオードとしてこれまでで最も低い雑音等価電力を実現し、「集積型テラヘルツ波ヘテロダイン検出器」の実現見通しを得た。

自由記述の分野

電子工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した集積型テラヘルツ波ヘテロダイン検出器は、従来部品よりも格段に小型化が可能であり、これまでテラヘルツ波技術の産業応用を阻害する要因であった部品コストやサイズの大幅な低減を可能にし、テラヘルツ波技術の利用範囲拡大に大きく貢献できるものと考えられる。また、雑音特性の大幅な改善も可能なことから、イメージングだけでなく様々な計測技術の特性向上に重要な役割を果たすものと考えられる。