新原理グラフェントランジスタによる高速・高感度テラヘルツ波の検出に成功

炭素原子の単原子層材料であるグラフェンは、電子の有効質量がゼロなどの特異な物性を有することから、従来の技術では困難な室温で動作する高速応答かつ高感度なテラヘルツ波検出素子を実現する材料として注目されています。

東北大学電気通信研究所の佐藤 昭 准教授らと理化学研究所 光量子工学研究センターの南出 泰亜 チームリーダーらの研究グループは、グラフェンを使って、室温で動作する高速応答かつ高感度なテラヘルツ波の検出に成功しました。テラヘルツ波の高速・高感度な検出素子として、電磁波吸収で発熱した電子・正孔の空間拡散で生じる起電圧効果を利用する「光電熱型検出素子」が知られていますが、電子・正孔の両方が寄与する複雑なバイポーラ型でかつ検出素子の２つの電極に異種材料を用いなければ起電圧が生じず、高性能化と量産化・低コスト化の両立が極めて困難でした。研究グループは、グラフェンをチャネルとする電子のみが関与するユニポーラ型で、かつ全ての電極に同一種の金属を用いる単純なトランジスタ素子構造でも検出動作可能な、新たな原理を見い出し、高速・高感度なテラヘルツ波検出に初めて成功しました。次世代6G＆7G超高速無線通信実現のブレークスルーとなる画期的な成果です。

詳細は東北大学のホームページをご覧ください。

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
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