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2013 年度 研究成果報告書

テラヘルツ波による大容量無線通信実現の為のデバイス・システムの開拓

研究課題

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研究課題/領域番号 21226010
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東京工業大学

研究代表者

浅田 雅洋  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (30167887)

研究分担者 宮本 恭幸  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 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)
連携研究者 鈴木 左文  東京工業大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (40550471)
研究期間 (年度) 2009-05-11 – 2014-03-31
キーワード電子デバイス・集積回路 / テラヘルツデバイス / 大容量無線通信 / 共鳴トンネルダイオード / 微細スロットアンテナ / テラヘルツ波の変調
研究概要

未開拓のテラヘルツ周波数帯を用いた大容量無線通信の実現を目指し、テラヘルツ波の発振と変調、および無線伝送の研究を行った。発振デバイスでは、電子遅延を短縮した共鳴トンネルダイオードにより、半導体電子デバイスでは最高周波数の1.55THz室温発振を達成するとともに、集積微細アンテナの構造最適化による高出力動作および高速直接変調を達成した。光信号照射によるテラヘルツ波変調デバイス、変調用の高電流駆動能力トランジスタも得られた。また、共鳴トンネルダイオード送信器とショットキーバリアダイオード受信器を用いた無線伝送実験を行い、テラヘルツ波による大容量通信の見通しを得た。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (7件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Fundamental oscillation up to 1.42 THz in resonant tunneling diodes by optimized collector spacer thickness2014

    • 著者名/発表者名
      H. Kanaya, R. Sogabe, T. Maekawa, S. Suzuki, and M. Asada
    • 雑誌名

      J. Infrared, Millimeter and Terahertz Waves

      巻: vol.35 ページ: 425-431

    • DOI

      10.1007/s10762-014-0058-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-power operation of terahertz oscillators with resonant tunneling diodes using impedancematched antennas and array configuration2013

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki, M. Shiraishi, H. Shibayama, and M. Asada
    • 雑誌名

      IEEE J. Selected Topics Quantum Electron

      巻: vol.19, No.1 ページ: 8500108

    • DOI

      10.1109/JSTQE.2012.2215017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High open-circuit voltage gain in vertical InGaAs channel metal-insulator semiconductor field effect transistor using heavily doped drain region and narrow channel mesa2013

    • 著者名/発表者名
      M. Kashiwano, J. Hirai, S. Ikeda, M. Fujimatsu, and Y. Miyamoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: vol.52 ページ: 04CF05(1-4)

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.04CF05

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct intensity modulation and wireless data transmission characteristics of terahertz-oscillating resonant tunnelling diodes2012

    • 著者名/発表者名
      K. Ishigaki, M. Shiraishi, S. Suzuki, M. Asada, N. Nishiyama, and S. Arai
    • 雑誌名

      Electron. Lett

      巻: vol.48, No.10 ページ: 582-583

    • DOI

      10.1049/el.2012.0849

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preliminary experiment for direct media conversion to sub-terahertz wave signal from 1.55-μm optical signal using photon-generated free carriers2009

    • 著者名/発表者名
      M. Shirao, Y. Numajiri, R. Yokoyama, N. Nishiyama, M. Asada, and S. Arai
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: vol.48, No.9 ページ: 090203-1-3

    • DOI

      10.1143/JJAP.48.090203

    • 査読あり
  • [学会発表] Heavily doped epitaxially grown source in InGaAs MOSFET for high drain current density2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyamoto, T. Kanazawa, Y. Yonai, A. Kato, K. Ohsawa, M. Oda, T. Irisawa, and T. Tezuka
    • 学会等名
      IEEE Semiconductor Interface Specialists Conf.(SICS 2013)
    • 発表場所
      Arlington, VA
    • 年月日
      2013-12-10
  • [学会発表] Roomtemperature THz oscillators using resonant tunneling diodes2013

    • 著者名/発表者名
      M. Asada and S. Suzuki
    • 学会等名
      Int. Workshop. Optical THz Science and Tech. (OTST 2013)
    • 発表場所
      Kyoto, Apr
    • 年月日
      2013-04-02
  • [学会発表] Roomtemperature THz oscillators using resonant tunneling diodes with reduced delay times2012

    • 著者名/発表者名
      M. Asada and S. Suzuki
    • 学会等名
      Int. Symp. Frontier THz Tech. (FTT 2012)
    • 発表場所
      Nara
    • 年月日
      2012-11-28
  • [学会発表] Compact optical/THz signal converter using photo-generated carrier gate in THz waveguide2012

    • 著者名/発表者名
      D. Take, M. Shirao, K. Maruyama, N. Nishiyama, M. Asada, and S. Arai
    • 学会等名
      IEEE Photonics Conference (IPC 12)
    • 発表場所
      Burlingame (USA)
    • 年月日
      2012-09-24
  • [学会発表] THz oscillators using resonant tunneling diodes at room temperature2010

    • 著者名/発表者名
      M. Asada and S. Suzuki
    • 学会等名
      Int. Conf. Infrared & Millimeter Waves and Terahertz Electronics (IRMMW-THz 2010)
    • 発表場所
      Rome
    • 年月日
      2010-09-07
    • 招待講演
  • [図書] Resonant tunneling diodes for THz sources", Chapter 7, Handbook of Terahertz Technologies, edited by H.-J. Song and T. Nagatsuma2014

    • 著者名/発表者名
      M. Asada and S. Suzuki
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing (出版予定)
  • [図書] グリーンナノテクノロジー, 編集(ナノテクノロジーネットワーク編 集委員会委員)2011

    • 著者名/発表者名
      宮本恭幸
    • 総ページ数
      217
    • 出版者
      日刊工業新聞社
  • [備考]

    • URL

      http://www.pe.titech.ac.jp/AsadaLab/Asada_Lab.html

  • [備考]

    • URL

      http://www.pe.titech.ac.jp/Furuya-MiyamotoLab/index.htm

  • [備考]

    • URL

      http://www.pe.titech.ac.jp/AraiLab/inind.html

  • [備考] 「RTD 素子の性能が大きく向上、室温で1.42THz を発振-テラヘルツ波の用途拡大に道」,日経エレクトロニクス,2014年1月 報道等

  • [備考] 「共鳴トンネル構造によるテラヘルツ波の発生とその応用」,科研費NEWS(学振),vol.4, p.8,2012 報道等

  • [備考] "Milestone for wi-fi with T-rays",BBC News, 2012年5月16日、報道等

  • [備考] "Re-grown source-drain III-V MOSFETs demonstrate higher drain current", Semiconductor Today, 2011年5月 報道等

  • [産業財産権] 共鳴トンネルダイオードおよびテラヘルツ発振器2013

    • 発明者名
      杉山弘樹,横山春喜,浅田雅洋,鈴木左文
    • 権利者名
      日本電信電話株式会社,東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特許第5445936 号
    • 取得年月日
      2013-12-10
  • [産業財産権] 共鳴トンネルダイオードおよびテラヘルツ発振器2012

    • 発明者名
      杉山弘樹,鈴木左文,浅田雅洋
    • 権利者名
      日本電信電話株式会社,東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-34749
    • 出願年月日
      2012-02-21

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公開日: 2015-06-25  

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