| 研究課題/領域番号 |
21226010
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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, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (30167887)
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| 研究分担者 |
宮本 恭幸 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40209953)
西山 伸彦 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (80447531)
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| キーワード | テラヘルツ波 / 大容量無線通信 / テラヘルツ発振デバイス / 共鳴トンネルダイオード / 集積スロットアンテナ / 周波数変調 |
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| 研究概要 |
大容量テラヘルツ無線通信のキーデバイス開拓のため、今年度は、テラヘルツ発振デバイスの高周波化や高出力化などの高性能化と、大容量信号伝送のための変調方式の確立および変調デバイスについての基礎的研究を行った。
テラヘルツ発振デバイスについては、まず高周波化について極薄バリアと傾斜エミッタにより電子走行時間を短縮したGaInAs/AlAs共鳴トンネルダイオード(RTD)をスロットアンテナと集積し、室温電子デバイスでは最高周波数の951GHzの基本波発振を達成した。高出力化については、オフセットスロットアンテナ構造により、通常1～10μWと低出力のRTD発振器に対して、440GHzにおいて200μWの出力を得ることに成功した。この結果は理論とよく一致し、構造の最適化によりさらに高出力化が可能であることが示された。また、InPショットキーバリアダイオードを用いた高調波ヘテロダイン検波によりRTDの発振スペクトルを測定し、発振周波数がバイアス電圧により変化することを見出した。この特性は、周波数精密制御・安定化および直接周波数変調などに非常に有用である。
変調用トランジスタでは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて1MA/cm^2近傍の高電流密度での動作を可能にし、遮断周波数468GHzを確認した。また、絶縁ゲートホットエレクトロントランジスタでは、縦型チャネルにおける側壁損傷の除去を可能にし、チャネル幅25nm、チャネル長60nmの素子の動作を得た。アルミナゲート絶縁膜導入も併せて、1.2A/mm、0.67S/mmの電流駆動能力を確認した。
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