Probing charge and polarization generated by semiconductor singularity structures using terahertz emission
Publicly Offered Research
| Project Area | Materials Science and Advanced Elecronics created by singularity |
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| Project/Area Number |
17H05338
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川山 巌 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (10332264)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | テラヘルツ放射 / 表面・界面 / 特異構造 / 分極 / テラヘルツ / 半導体 / 不純物 / 欠陥 / 表面界面 / テラヘルツ波 / フェムト秒パルスレーザー / ダイナミクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
仮入力前年度までに自発分極が面内方向(c軸方向)に存在するm面 GaN をレーザーテラヘルツ放射顕微鏡(LTEM)により観察し、c 軸と平行な自発分極により放射THz 波が増強されていることを確認し、また、m面GaN試料を回転させることにより、分極反転ドメインの特定にも成功している。本年度は、THzベクトルイメージングの手法を取り入れ、任意のベクトル量をもつm-GaN の表面の局所分極を可視化することに成功した。m面GaN 表面から放射されたTHz波を二つのワイヤーグリッド偏光子に通して、片方のワイヤーグリッドを90度回転させることにより、THz波の偏光のx成分とy成分の分布を取得する。この２つの偏光成分を合成しすることによりベクトルイメージングに成功した。これまでの一方向のみの分極を検出する手法では、分極反転ドメインの形状は観察することができたが、界面や内部の分極方向の詳細は不明であった。本手法により、ドメイン内部における分極の変化の様子がより鮮明にイメージングすることが可能となった。また、本手法により分極の表面に平行な成分と垂直成分を分離することに成功し、ドメイン界面では面に垂直な分極が増加することが明らかになった。
また、本年度はカイラリティおよび配向制御した半導体カーボンナノチューブ(CNT)からのTHz放射を利用したエキシトンダイナミクスに関する研究も行った。本研究では、CNTをベースとした光伝導アンテナからのTHz放射を初めて観測し、この放射強度の励起波長依存性、励起強度依存性等を系統的に計測した。テラヘルツ放射強度は、エキシトンの生成初期における自由キャリアへの乖離が影響を与えるため、これらのデータからエキシトンの生成・乖離のダイナミクスを検証することが可能である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Control of dipole properties in high-k and SiO2 stacks on Si substrates with tricolor superstructure2018
Author(s)
Hotta Yasushi, Kawayama Iwao, Miyake Shozo, Saiki Ikuya, Nishi Shintaro, Yamahara Kota, Arafune Koji, Yoshida Haruhiko, Satoh Shin-ichi, Sawamoto Naomi, Ogura Atsushi, Ito Akira, Nakanishi Hidetoshi, Tonouchi Masayoshi, Tabata Hitoshi
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Journal Title
APPLIED PHYSICS LETTERS
Volume: 113
Issue: 1
Pages: 012103-012103
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Terahertz emission from photoconductive antenna switches based on highly-aligned and chirality-enriched semiconducting carbon nanotubes2018
Author(s)
Filchito Renee G. Bagsican, Iwao Kawayama, Michael Wais, Natsumi Komatsu, Kazunori Serita, Weilu Gao, Lincoln Weber, Marco Battiato, Hironaru Murakami, Frank A. Hegmann, Junichiro Kono, and Masayoshi Tonouchi
Organizer
Optical Terahertz Science and Technology 2019 (OTST2019)
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[Presentation] Terahertz emission properties of photoconductive antennas based on semiconducting carbon nanotubes2018
Author(s)
Filchito Renee Bagsican, Iwao Kawayama, Kazunori Serita, Weilu Gao, Natsumi Komatsu, Michael Wais, Lincoln Weber, Marco Battiato, Hironaru Murakami, Frank A. Hegmann, Junichiro Kono, and Masayoshi Tonouchi
Organizer
The Global Nanophotonics 2018
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