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半導体二次元プラズモンの三次元整流効果とその超高感度テラヘルツ電磁波検出への応用

半导体二维等离子体激元的三维整流效应及其在超灵敏太赫兹电磁波探测中的应用

基本信息

批准号：
21H01380
负责人：
佐藤昭
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01380/
关键词：
テラヘルツ検出グラフェン HEMT プラズモン

项目摘要

回折格子ゲート構造プラズモニックTHzディテクタにおける三次元整流効果の解明を目的として、第一年次であるR03年度は以下の研究項目を遂行した：①InGaAsチャネル三次元型プラズモニックTHzディテクタ第一に、アクティブ領域を20×20μm2から200×200μm2まで拡大させてデバイスを試作し、THzパルス検出測定を行なった結果、出力光起電圧を一桁程度増大させることに成功した。第二に、出力光起電圧パルス波形に現れる100ナノ秒オーダーのテール成分が、InGaAsチャネル層－ゲート電極間のInAlAsキャリア供給層に存在するドナー準位に起因することを突き止め、キャリア供給層をチャネル層－ゲート電極の外側に配置する逆HEMT構造を採用することにより、テール成分を除去することに成功した。第三に、逆HEMT構造をベースとして、バリア層材料InAlAsからInPに変更した構造をバンド構造シミュレーションによって設計し、ヘテロエピ基板の試作を進めた。第四に、流体力学方程式とマクスウェル方程式を組み合わせたデバイスシミュレータを構築し、同プラズモニックTHzディテクタにおけるプラズモン・ポラリトン励起と非線形整流効果の理論解析を可能にする研究基盤を形成した。②グラフェンチャネル三次元型プラズモニックTHzディテクタ第一に、SiNゲート絶縁膜を持つ二重回折格子ゲート構造グラフェンチャネルFETを試作してTHzパルス検出測定を行ない、ゲート電極から出力読み出しが可能であることを実験的に示した。第二に、同ディテクタにおいてはプラズモン流体非線形性整流効果による光起電圧の生成と同時に、光熱電効果によっても光起電圧が生成され、それらの時間応答が10ピコ秒オーダーと非常に速いことを実験的に示した。

The following research projects have been completed in the following research projects: 1InGaAsAsphalt

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

非対称二重格子ゲートHEMTテラヘルツ検出素子のパルス応答

非对称双光栅栅HEMT太赫兹检测元件的脉冲响应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kotaro Sugioka;Michiya Mozumi;Masaaki Omura;Ryo Nagaoka;and Hideyuki Hasegawa;根来拓海，成田健一，瀧田佑馬，伊藤弘昌，南出泰亜，尾辻泰一，佐藤昭
通讯作者：
根来拓海，成田健一，瀧田佑馬，伊藤弘昌，南出泰亜，尾辻泰一，佐藤昭

2D plasmon-polariton excitation in plasmonic THz detector with 2D diffraction grating structure

具有二维衍射光栅结构的等离激元太赫兹探测器中的二维等离激元极化子激发

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Sasaki;T. Otsuji;and A. Satou
通讯作者：
and A. Satou

Fast terahertz detection by asymmetric dual-grating-gate graphene FET

通过非对称双光栅栅石墨烯 FET 进行快速太赫兹检测

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Tamura;D. Ogiura;K. Suwa;H. Fukidome;A. Satou;Y. Takida;H. Minamide;and T. Otsuji
通讯作者：
and T. Otsuji

二重格子ゲート・プラズモニックTHzディテクタにおける三次元整流効果

双晶格栅等离子体太赫兹探测器的三维整流效应

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Di Xing;Cheng-Chieh Lin;Phillip Won;Rong Xiang;Tzu-Pei Chen;A Syazwan A Kamal;Yang-Chun Lee;Ya-Lun Ho;Shigeo Maruyama;Seung Hwan Ko;Chun-Wei Chen;Jean-Jacques Delaunay;T. Yonekawa and Y. Yuminaka;佐藤昭，根来拓海，細谷友崇，瀧田佑馬，伊藤弘昌，南出泰亜，尾辻泰一
通讯作者：
佐藤昭，根来拓海，細谷友崇，瀧田佑馬，伊藤弘昌，南出泰亜，尾辻泰一

Modal analysis of plasmon-polaritons in plasmonic THz detector integrated with two-dimensional nano-antennas

集成二维纳米天线的等离子体太赫兹探测器中等离子体激元的模态分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Sasaki;T. Otsuji;and A. Satou
通讯作者：
and A. Satou

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佐藤昭其他文献

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DOI：
发表时间：
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0
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通讯作者：
尾辻泰一

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DOI：
发表时间：
2011
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影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
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0
作者：
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通讯作者：
小野竜一

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DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
下村和彦;並木周;小田拓弥;村上雅之;辻川恭三;佐藤昭;乗木暁博;村田博司;冨木政宏;那須秀行;牧英之;梶貴博;庄司雄哉;岡田修司;松本怜典;平山智之;神野正彦;鈴木浩文;磯野秀樹;平尾朋三　他
通讯作者：
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2014
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作者：
Yamaguchi;S.;S. Matoba;T. Aoki;M. Niwano;T. Tanikawa;T. Yamasaki;A. Hachikubo;P. Richard et al.;S. Jiao;橋本博文・山岸俊男・他3名;S. Kinbara;大川真弘・犬飼学・山方　啓・神谷格;永吉希久子;島田周平;Hajime Nanjo;佐藤昭;池田保，桂田英典;Yuji Seki;谷誠;K. Fukaya
通讯作者：
K. Fukaya