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2022 年度 実績報告書

カーボン系原子層物質の空間次元制御による新規テラヘルツ・赤外機能素子・計測の創出

公募研究

研究領域2.5次元物質科学:社会変革に向けた物質科学のパラダイムシフト
研究課題/領域番号 22H05470
研究機関中央大学

研究代表者

河野 行雄  中央大学, 理工学部, 教授 (90334250)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
キーワードテラヘルツ光 / 赤外光
研究実績の概要

原子層物質は従来の半導体にはない優れた特長を有しており、光領域の中で未開拓であるテラヘルツ(THz)・赤外帯の機能探索による新規なデバイス応用が期待できるものの、実際の応用化・実装化は発展途上である。本研究は,光励起状態のカーボン物質に対して新たな+0.5次元を付加すること(別材料挿入や積層構造の構築など)によってTHz・赤外光機能を探求し、発光・検出素子を創出することを目的とする。また、領域内に当研究室のTHz・赤外光計測の場を提供することで、共同研究の活性化に貢献する。本研究でターゲットとする赤外(特に波長の長い中・遠赤外)~THz領域におけるセンシング技術は発展途上の分野であり、比較的成熟している可視光や近赤外光とは異なるアプローチが模索されている。本研究を通じて、原子層物質の新たな光デバイス応用を示す。今年度は、積層構造による発光素子の波長制御、並びに周期構造の作製による偏光制御に取り組んだ。いずれも電磁界シミュレーションに基づいたデザインによる光学特性を、実験により確認した。また、領域内共同研究により、新たな原子層物質によるTHz・赤外帯撮像素子と画像イメージング応用を実証した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初計画していた光機能素子の作製や性能実証が着々と進んでおり、さらに領域内共同研究を通じて計画外の新たな進展もあった。

今後の研究の推進方策

当初の計画を進めながら、同時に領域内共同研究を活性化する。特に、当研究室のテラヘルツ・赤外計測を活用していただくことで、新たな展開を模索する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Recent Progress in Development of Carbon-Nanotube-Based Photo-Thermoelectric Sensors and Their Applications in Ubiquitous Non-Destructive Inspections2023

    • 著者名/発表者名
      K. Li, Y. Kinoshita, D. Sakai, Yukio Kawano
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 14 ページ: 61

    • DOI

      10.3390/mi14010061

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 貼り付けるだけで水溶液濃度を計測できる光センサシートの開発2023

    • 著者名/発表者名
      李恒,河野行雄
    • 雑誌名

      月刊配管技術

      巻: 65 ページ: 19-27

  • [雑誌論文] Carbon nanotube-based, serially connected terahertz sensor with enhanced thermal and optical efficiencies2022

    • 著者名/発表者名
      D. Suzuki, Y. Takida, Y. Kawano, H. Minamide, N. Terasaki
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 23 ページ: 424-433

    • DOI

      10.1080/14686996.2022.2090855

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] カーボンナノ材料のテラヘルツ検出・撮像デバイスへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      酒井大揮,木下祐哉,李恒,河野行雄
    • 雑誌名

      月刊MATERIAL STAGE

      巻: 21 ページ: 37-44

  • [学会発表] シート状広帯域テラヘルツ・赤外撮像センサと全方位検査分析応用2023

    • 著者名/発表者名
      河野行雄
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] A Flexible and Stretchable Terahertz Imaging Sheet for Multi-View Visualization2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawano
    • 学会等名
      29th International Display Workshops
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シート状ブロードバンド撮像センサと検査分析応用~テラヘルツ光から可視光まで~2022

    • 著者名/発表者名
      河野行雄
    • 学会等名
      2022年度第2回プリンテッド・エレクトロニクス研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] A mechanically stretchable and optically broadband imager sheet2022

    • 著者名/発表者名
      K. Li, T. Araki, T. Sekitani, Y. Kawan
    • 学会等名
      8th International Workshop on Nanocarbon Photonics and Optoelectronics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カーボンナノチューブ膜型フレキシブルテラヘルツ波撮像シートカメラ2022

    • 著者名/発表者名
      河野行雄
    • 学会等名
      2022年度日本写真学会オンライン年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] A flexible terahertz imaging sheet for multi-view visualization and inspection2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawano
    • 学会等名
      12th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 機械学習・ディープラーニングによる“異常検知”技術と活用事例集2022

    • 著者名/発表者名
      木下祐哉,酒井大揮,李恒,河野行雄
    • 総ページ数
      560
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-913-2

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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