2024年度公募 seeds-5217 - 【】 二次元材料積層構造による超高速テラヘルツ検出器の創出
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VISIONビジョン

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VISION

ビジョン

次世代非破壊検査の実現

B5G無線通信に応用できる高周波受信機

非破壊検査とは、「物を壊さずに」その内部と表面の傷あるいは劣化の状況を調べ出す検査技術のことである。日本での非破壊検査の市場規模は、機器の販売に検査サービス市場を加えると 3000 億円超といわれている [日本非破壊検査工業会,非破壊検査業の動向]。東日本大震災以来、国内のインフラ老朽化問題が重要視されていると共に、トンネル、橋梁における鉄骨構造から、電線被覆材までのインフラ部品の非破壊検査に適する機器のニーズは増加の一途を辿っている。

USE CASE

最終用途例

B5G無線通信に応用できる高周波受信機

USE CASE 0110Gbps級の受信モジュール

APPLICATION

APPLICATION

BBU基地局に集成する素子

次世代通信に応用可能な高速応答プラズモン整流テラヘルツ(THz)検出器の開発を目指している。本研究完全なゼロ消費電力かつ超高速(100ps級、10Gbps級)のTHz検出を実現する。

STRENGTHS

強み

室温動作可能な高速THz検出器

STRENGTHS 01

室温・㎰級の検出速度

従来のテラヘルツ検出器は㎳とus級の速度で、本研究は初めて㎰級の超高速テラヘルツ検出を実現している。

TECHNOLOGY

テクノロジー

量子バリアを利用した新原理テラヘルツ検出器

TECHNOLOGY 01

二次元材料異種積み重ねによるデバイスのバンドエンジニアリング

本研究は二次元材料異種積み重ねによりデバイスのバンドエンジニアリングを実現し、その量子バリアからキャリアの遷移(ホッピング)を原理として、超高速のテラヘルツ測定を実現している。一般の赤外線ボロメトリック効果に比べて、グラフェン内の超高速電子は検出速度を保障しながら、量子バリアは室温動作の特性をデバイスに与えている。

PRESENTATION

共同研究仮説

大面積二次元材料の結晶成長技術の開発

共同研究仮説01

成膜技術の確率及び応用

大面積二次元材料半金属の結晶成長技術の開発

二次元材料は類稀な輸送特性を有し、剝離転写法による積層方法で縦方向にヘテロ構造を作製することが可能であるが、その再現性は皆無であり、量産化に際しての手法は未だ確立されていない。本研究の半金属を輸送特性の優れているグラフェンを成膜する技術を確立すれば、テラヘルツ検出器の集積化を実現するのが可能である。

RESEARCHER

研究者

唐超 東北大学 助教
経歴

2016.10-2021.03 東北大学 工学研究科 知能デバイス材料学専攻 JSPS特別研究員DC1
2021.04-2022.03 東北大学 電気通信研究所 特任助教 COE特別研究員 日本学術振興会 特別研究員PD(兼任)
2022.04-2023.03 日本学術振興会 外国人特別研究員PD
2023.04-現在 東北大学 学際フロンティア研究所 助教、東北大学電気通信研究所 助教(兼任)

研究者からのメッセージ

新たな高性能テラヘルツ検出器を一緒に創出・応用しませんか

テラヘルツ(THz)波は電波と光波の境界に位置する、電波の透過性と光波の直進性を同時に有する電磁波であり、THzの光源と検出器は非破壊検査、次世代通信等の応用に必要とされています。新たな高性能テラヘルツ検出器を一緒に創出・応用しませんか。