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青山学院大学纳米碳器件工程实验室(主任:黄慎二教授,理工学部电气电子工程系)与环境电磁工程实验室(主任:桥本修教授,理工学部电气电子工程系)的联合研究项目,通过对叁层堆迭石墨烯透明天线进行载流子掺杂,成功地将载流子浓度降低至单层石墨烯的约10倍,薄层电阻降低至单层石墨烯的约1/9,同时保持了90%以上的高透射率。由此,该天线获得了比传统天线更高的辐射效率(52.5%),实现了可用于汽车天线等应用的石墨烯透明天线。
5G 使用的无线电频段面临“难以到达远距离地点或障碍物后方”的挑战,这意味着需要安装比目前可用的天线更多的天线。
目前,使用 ITO(透明导电薄膜)和金属网的透明天线已投入实际应用,但石墨烯具有“高透明度”和“平面强度超过钻石”的独特性能,有望很快应用于汽车玻璃天线(不会阻挡视线)和建筑窗户玻璃天线(不会破坏景观)等应用中。
此外,理工学研究生院理工学系三年级博士生小菅翔平及其同事就这些研究成果撰写的论文发表在 AIP Advances 上,并被选为专题文章(期刊最佳文章)。
论文:基于载流子掺杂三层堆叠石墨烯的光学透明天线。(DOI: 10.1063/5.0037907)
石墨烯天线 (左:真实图像右:结构图)
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Shinji Yu教授和Shohei Kosan先生 (科学与工程研究科理工学专业博士课程3年)