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エピタキシャルグラフェンを用いた高出力テラヘルツLEDの実現

利用外延石墨烯实现高输出太赫兹LED

基本信息

批准号：
21H01394
负责人：
永瀬雅夫
金额：
$ 11.4万
依托单位：
The University of Tokushima
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

项目摘要

グラフェン積層接合に於いて電圧印加により高抵抗相から低抵抗相へ変化するスイッチングデバイスの創出に成功した。低電圧領域の高抵抗相の抵抗は、接合の状態により12桁以上変えることが出来ることが判った。1GΩ以上の高抵抗状態では、Fowler-Nordheim(FN)トンネル現象が観察され、グラフェン接合間距離は最大で6nm程度離れていることが判った。接合部にかかる5GV/mを越える強電界により、グラフェン間距離が減少しグラフェン同士が強く接触することにより低抵抗相へ遷移するメカニズムが推定される。低抵抗相においてS字（電流の増加に従って接合電圧が低下する）タイプの負性微分抵抗現象が観測された。低抵抗状態での電気特性はどのデバイスでもほぼ一致することから、接合状態でのグラフェン積層の電子状態を反映していることが推測される。今後、低抵抗状態での負性微分抵抗発現の原理解明が課題となるが、電子デバイスとして考えた場合、双方向サイリスタ的なスイッチングデバイスのみならず発信器等への応用展開可能性がある。電流注入によるグラフェンからの遠赤外線放射に関しては、放射スペクトル形状の詳細な解析から、放射の黒体輻射相当温度が243Kであること、及び、0.41Wの電力投入時における黒体輻射相当の温度上昇は14Kであることが判った。これらの事実は、SiC上グラフェンからの黒体輻射状の遠赤外線放射はジュール熱では無くグラフェンプラズモンーSiC表面フォノンカップリングにより生成されたエキシトンからの放射の可能性が考えられる。また、赤外カメラによる観察によりグラフェンからの遠席外線放射は主に水平方向になされていることが明らかとなった。これは近接場領域ではグラフェンの膜厚程度のナノ遠赤外線光源が実現されていることを示唆しており、ナノ赤外線イメージング等への応用展開が予測される。

The グラフェン laminated joint is made of high-resistance high-resistance low-resistance phase にるら low-resistance へ変化するスイッチングデバイスのCreation success した. The resistance of the high resistance phase in the low voltage range and the joint state are the same as those of 12 beams and above. High resistance state of 1GΩ or more, Fowler-Nordheim(FN) トンネルphenomenon, and the maximum distance between joints is 6nm. Joint part にかかる 5GV/m をえる strong electric boundary により, グラフェン distance がしグラフェン同士がstrongく Contact することにより Low resistance phase へ Migration するメカニズムがESTIMATE される. The low resistance phase is the S character (the current is increased and the electric voltage is lowered) and the negative differential resistance phenomenon is measured. Low-resistance state での电気characteristics はどのデバイスでもほぼ Same することから、Connect The electron state of the combined state is reflected in the laminated electron state, and the electron state is reflected in the state. From now on, the project to understand the principle of negative differential resistance in the low resistance state, and the electronic test field Integrated, two-way サイリスタ's なスイッチングデバイスのみならず発 Messenger etc. can be used to expand the possibilities. Electric current injection, far infrared radiation, far infrared radiation, detailed analysis of the shape of the radiation, and black body radiation are quite warm. When the power is turned on at 243K and 0.41W, the temperature rise is equivalent to black body radiation and the temperature rises at 14K.これらの事実は、SiC on グラフェンからのblack body radial のfar infrared radiation はジュール热では无くグラフェンプThere is a possibility that the SiC surface can be radiated due to the によグにより generation.また、Akawai カメラによる観泽によりグラフェンからのFar seat outside The main direction of the line radiation is the horizontal direction.これは Near field field ではグラフェンのFilm thickness のナノFar infrared external light source が実出されていることをshows しており, ナノred outer ray イメージング, etc. への応 is used to predict される.

项目成果

期刊论文数量（31）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ultrafast All-Optical Switching with High-Quality Graphene and its Polarization Effect

高品质石墨烯超快全光开关及其偏振效应

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Kusaka;A. Furube;T. Katayama;H. Kishikawa;Y. Ohno;M. Nagase and J. Fujikata
通讯作者：
M. Nagase and J. Fujikata

エピタキシャルグラフェン上構造水層のトンネル電流解析

外延石墨烯结构水层的隧道电流分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
中野泰輔;中村俊輔;大野恭秀;永瀬雅夫
通讯作者：
永瀬雅夫

Charge-independent protein adsorption characteristics of epitaxial graphene field-effect transistor on SiC substrate

SiC衬底上外延石墨烯场效应晶体管的电荷无关蛋白质吸附特性

DOI：
10.1063/5.0054688
发表时间：
2021
期刊：
Journal of Applied Physics
影响因子：
3.2
作者：
Hiroki Nakai;Daiu Akiyama;Yoshiaki Taniguchi;Iori Kishinobu;Hiromichi Wariichi;Yasuhide Ohno;Masao Nagase;Takuya Ikeda;Atsushi Tabata;Hideaki Nagamune
通讯作者：
Hideaki Nagamune

グラフェン遠赤外エミッタを用いた材料判別

使用石墨烯远红外发射器进行材料辨别