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研究内容
以下の３つのテーマを柱に研究を進めています。- メタマテリアルを用いた新しい信号制御に関する研究
- 非線形線路を用いた超高速信号生成・制御に関する研究
- 半導体プラズマの物性と利用に関する研究
I. メタマテリアルを用いた新しい信号制御に関する研究
包絡パルスの位相の進む速度を 「位相速度」、包絡線の進む速度を 「群速度」 といいます。通常の媒質では両者は同じ向きを持ちます。これを 「右手系媒質」 と呼びます。
人工的に両者を互いに逆の向きに与える媒質が近年盛んに議論されていて、これらを総称して 「メタマテリアル」 あるいは 「左手系媒質」 と呼んでいます。
当研究室では電子回路の世界でメタマテリアルとして知られるCRLH線路について能動性・非線形性を加味する研究を進めています。
ソリトン生成や新しい分散制御などのトピックスを展開しています。
II. 非線形線路を用いた超高速信号生成・制御に関する研究
ミリ波からテラヘルツ帯の電磁波の利用が近年盛んになっています。
赤外光からの光電変換による手法が信号生成の主流といえますが、光源をポータブルにしようとすると電子回路による実現が不可避です。様々な進行波型素子によりこれを進める研究を進めています。
III. 半導体プラズマの物性と利用に関する研究
様々な半導体エピ構造を与えられる現在では、かつて机上の空論であった物理を具現化することができるようになっています。
ヘテロ接合あるいは量子井戸において形成される2次元電子ガス(two-dimensional electron gas, 2DEG)中に励起されるプラズマ波動の物性を明らかにし高速性に秀でた次世代の半導体素子を構築すべく研究を進めています。
高速電子と回折格子が結合すると電磁波放射が生じます。Smith-Purcell効果として知られるこの現象を半導体素子中で実現しようとする活動が各所でなされています。
私たちは2DEGに励起されるプラズマ・ソリトンを所源とするSmith-Purcell素子の実現に向けた理論的研究を推進しています。