51探花

【発表のポイント】

• 炭素原子の単层シート：グラフェンを使い、室温下で电池駆动によるテラヘルツ电磁波の増幅に成功した。
• グラフェンの电子がテラヘルツ电磁波と直接相互作用して得られる理论限界を４倍も上回る巨大増幅を実现した。
• その键は、グラフェン内电子集団の电荷振动量子：プラズモンを直流电流で励振して得られる新しい巨大利得増强机构に由来することを発见した。

【概要】

炭素原子の単原子层材料であるグラフェンは、电子有効质量がゼロなどの特异な物性を有することから、従来の技术では困难な室温で动作するテラヘルツ光源?増幅素子を実现し得る梦の材料として注目されている。东北大学电気通信研究所尾辻泰一教授らの国际共同研究チームは、グラフェンを使い、室温で电池駆动によるテラヘルツ电磁波の増幅に成功した。研究グループは、グラフェンをチャネルとするトランジスタ素子を试作し、グラフェン内电子集団で形成される电荷振动量子：プラズモンを直流电流で励振することにより、グラフェンの电子がテラヘルツ波と直接相互作用して得られる理论限界を４倍も上回る巨大増幅作用を室温下で観测することに成功した。テラヘルツ波を利用する次世代超高速无线通信：６Ｇ、７Ｇ実现のブレークスルーとなる画期的な成果である。

図１　试作したグラフェントランジスタのドレイン电圧を上昇させながらテラヘルツ波パルスを照射し、その透过したパルス波の时间応答波形から、入射パルス波に対するグラフェントランジスタの吸収特性（周波数スペクトル）を求めた。ドレイン电圧がある閾値以上では、吸収率が负値となる増幅特性が得られた。右図は试作した素子の电子顕微镜写真。櫛状の回折格子形状を有するゲート电极を2组用意し、入れ子状に配置した〝二重回折格子ゲート″と呼ばれる独自のトランジスタ电极构造を特徴としている。

【用语解説】

テラヘルツ：１秒间に１０の１２乗回（１兆回）振动する周波数。"テラ"は基础となる単位の１０の１２乗倍（１兆倍）の量を意味する。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

东北大学电気通信研究所
教授　尾辻泰一，　准教授　佐藤昭
電話 022-217-6104
E-mail otsuji*riec.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）