次世代６Ｇ＆７Ｇ超高速無線通信の実現に光明
【発表のポイント】
- 炭素原子の単層シート：グラフェンを使い、室温下で電池駆動によるテラヘルツ電磁波の増幅に成功した。
- グラフェンの電子がテラヘルツ電磁波と直接相互作用して得られる理論限界を４倍も上回る巨大増幅を実現した。
- その鍵は、グラフェン内電子集団の電荷振動量子：プラズモンを直流電流で励振して得られる新しい巨大利得増強機構に由来することを発見した。
【概要】
炭素原子の単原子層材料であるグラフェンは、電子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テラヘルツ光源・増幅素子を実現し得る夢の材料として注目されている。東北大学電気通信研究所尾辻泰一教授らの国際共同研究チームは、グラフェンを使い、室温で電池駆動によるテラヘルツ電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試作し、グラフェン内電子集団で形成される電荷振動量子：プラズモンを直流電流で励振することにより、グラフェンの電子がテラヘルツ波と直接相互作用して得られる理論限界を４倍も上回る巨大増幅作用を室温下で観測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無線通信：６Ｇ、７Ｇ実現のブレークスルーとなる画期的な成果である。
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