半導体・超伝導体ハイブリッドテラヘルツ波デバイスの開発

半导体/超导混合太赫兹波器件的研制

• 批准号: 02J04842
• 负责人: 紀和 利彦
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J04842/
• 关键词: テラヘルツ電磁波; フォトミキシング; 高周波発信器; 光インターフェース; イメージング; 光ファイバー; 波長検出

本研究では、フォトミキシングにより単一周波数の高周波電磁波を発生させることが可能な半導体光伝導素子と数テラヘルツまでの電磁波の周波数を検出することが可能な高温超伝導体ジョセフソン接合素子を融合させた新しい光・高周波デバイス・システムの開発を目標としている.この様なデバイス・システムは,周波数可変の高精度発信器や,超伝導論理回路用光インターフェースなど様々な応用展開が可能であると考えられる.本年度では特に,システム内を伝達させるフォトミキシング信号の高周波化,低損失化等を実現する必要性の観点から,光ファイバーカップルによる信号入力を組み込んだ低温システムの構築を行い,フォトミキシング光による高周波信号の発生とその高温超伝導ジョセフソン接合による検出にこのシステムを適用した.光ファイバーカップル型システムの導入により,フォトミキサーの応答限界周波数である約51GHzの信号発生・検出が可能になった.また,システムのチューニング特性より,発生する電磁波の周波数を約300MHzの精度で制御可能であることが示された.この精度は,外部共振器を持つ半導体レーザーを光源と使用することで,さらに向上させることが可能である.更に,本研究では,光・高周波デバイスを評価するシステムとして,14年度に開発を行った後方散乱型テラヘルツ電磁波イメージングシステムを改良することで,LSIの非破壊検査に適用することが可能であることを示し,実際に,市販のICを評価することでその有用性を示した.

In this study, the generation of high frequency electromagnetic waves with a single frequency is investigated. The generation of high frequency electromagnetic waves with a single frequency is investigated. The generation of high frequency electromagnetic waves with a single frequency is investigated. The frequency of the signal can be changed. The frequency of the signal can be changed. This year, the need to realize high frequency and low loss of signal in special system is discussed. The signal input force of optical system is composed of low temperature system construction, high frequency signal generation and high temperature super conduction. Signal generation and detection at approximately 51GHz are possible due to the introduction of optical fiber optic system. The frequency of electromagnetic waves generated by electromagnetic waves is about 300MHz and the accuracy of electromagnetic waves is about 300MHz. The accuracy of the external resonator is different from that of the semiconductor light source. In addition, this study is aimed at improving the performance of optical and high frequency electromagnetic wave systems in 2014, and demonstrating the applicability of LSI to non-destructive inspection and the usefulness of IC evaluation.

项目成果

T.Kiwa, Y.Kamata, M.Misra, H.Murakami, M.Tonouchi: "Backscattered Terahertz Radiation Imaging System to Visualize Supercurrent Distributions"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.13, No.2. 3675-3678 (2003)

T.Kiwa、Y.Kamata、M.Misra、H.Murakami、M.Tonouchi：“用于可视化超电流分布的反向散射太赫兹辐射成像系统”IEEE 应用超导学报。

T.Kiwa, M.Tonouchi, M.Yamashita, K.Kawase: "Laser terahertz-emission microscope for inspecting electrical faults in integrated circuits"Optics Letters. Vol.28, No.21. 2058-2060 (2003)

T.Kiwa、M.Tonouchi、M.Yamashita、K.Kawase：“用于检查集成电路中电气故障的激光太赫兹发射显微镜”光学快报。

T.Kiwa, H.Murakami, M.Tonouchi: "Generation of sub-terahertz waves using a semiconductor photomixer"Superconductor Science and Technology. Vol.16, No.12. 1540-1543 (2003)

T.Kiwa、H.Murakami、M.Tonouchi：“使用半导体光混合器产生亚太赫兹波”超导科学与技术。