• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Probing charge and polarization generated by semiconductor singularity structures using terahertz emission

Publicly Offered Research

Project AreaMaterials Science and Advanced Elecronics created by singularity
Project/Area Number 17H05338
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

川山 巌  大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (10332264)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
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)
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
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。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 4 results)

  • [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
    • Journal Title

      APPLIED PHYSICS LETTERS

      Volume: 113 Issue: 1 Pages: 012103-012103

    • DOI

      10.1063/1.5034494

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] テラヘルツ放射分光・イメージングによる半導体材料・デバイス評価2018

    • Author(s)
      川山 巌
    • Organizer
      電子情報通信学会電子デバイス研究会(ED)テラヘルツ応用システム研究会(THz)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [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)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [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
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Terahertz emission spectroscopy and imaging for energy saving material/device development2018

    • Author(s)
      Iwao Kawayama
    • Organizer
      The 2nd International Conference on Advanced Materials and Processes for Environment, Energy and Health (iCAMP2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Characteristics of Laser-Induced Terahertz Emissions from Gallium Oxide Surfaces2018

    • Author(s)
      Iwao Kawayama
    • Organizer
      25th INTERNATIONAL WORKSHOP ON OXIDE ELECTRONICS (iWOE25)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of semiconductor materials and devices by laser-induced terahertz emissions2018

    • Author(s)
      Iwao Kawayama
    • Organizer
      SPIE Optical Engineering + Applications Conrerence
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Terahertz emission spectroscopy of wide band gap semiconductors2018

    • Author(s)
      Iwao Kawayama
    • Organizer
      Collaborative Conference on Materials Research 2018 (CCMR2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Probing interface potential of semiconductor heterostructures with laser terahertz emission spectroscopy2018

    • Author(s)
      Iwao Kawayama
    • Organizer
      The 9th International Symposium on Ultrafast Phenomena and Terahertz Waves (ISUPTW2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi