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グラフェンにおける電流注入型ランダウ準位発光の直接観測

研究課題

研究課題/領域番号 15K13496
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東京農工大学

研究代表者

生嶋 健司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20334302)

連携研究者 小宮山 進  東京大学, 大学院総合文化研究科, 名誉教授 (00153677)
金 鮮美  東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (90585697)
寶迫 巌  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所, 研究所長 (00359069)
パトラシン ミハイル  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所, 研究員 (90794595)
研究協力者 小林 貴司  
山並 弘輝  
中川 大輔  
西村 明  
滝沢 和宏  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードグラフェン / 量子ホール効果 / テラヘルツ
研究成果の概要

本研究の目的は、これまで観測例の無い、電流注入型のグラフェン・ランダウ準位発光を検出することである。そこで、まず、超高感度な赤外フォトトランジスタを強磁場下で動作させる最適条件を求めた。次に、金属アンテナ付の単層グラフェン素子を作製し、輻射シールドされたテラヘルツ集光系で測定した。検出器の感度波長帯から、単層グラフェンのN=0とN=+1のランダウ準位間隔に相当する波長のテラヘルツ光が観測された。また、フェルミ準位がN=0とN=+1ランダウ準位の間に位置するときに発光効率が増大する傾向が観測された。これらの結果は、N=+1 → N=0のランダウ準位光学遷移による発光であることを強く示唆する。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ケムニッツ工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Erratum: Magnetic hysteresis and magnetic2016

    • 著者名/発表者名
      H. Yamada, K. Ikushima, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 1 ページ: 019201-019201

    • DOI

      10.7567/jjap.55.019201

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic hysteresis and magnetic flux patterns measured by acoustically stimulated electromagnetic response2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yamada, K. Ikushima, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 8 ページ: 086601-086601

    • DOI

      10.7567/jjap.54.086601

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Erratum: “Generation, transmission and detection of terahertz photons on an electrically driven single chip” [Appl. Phys. Lett. 104, 052112 (2014)]2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, A. Ito, and S. Okano
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 107 号: 13

    • DOI

      10.1063/1.4932216

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic sensing by ultrasonic excitation2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, M. Uehara, M. Kuroda, H. Yamada, Y. Kawano, Y. Suzuki, and A. Kohri
    • 雑誌名

      2015 IEEE International Ultrasonics Symposium Proceedings

      巻: N/A ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/ultsym.2015.0108

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 電荷敏感型赤外光検出器とグラフェン研究への応用2016

    • 著者名/発表者名
      中川大輔、橘田脩平、生嶋健司、金鮮美、MikhailPatrashin、梶原優介、小宮山進
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Spatial mapping of electromechanical properties in bone measured through acoustically stimulated electromagnetic response2015

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, S. Hamazumi, H. Yamada, K. Ikushima, Y. Kojima, N. Niimi, and Y. Hagiwara
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium (IEEE IUS)
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-10-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic sensing by ultrasonic excitation2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, M. Uehara, M. Kuroda, H. Yamada, Y. Kawano, Y. Suzuki and A. Kohri
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium (IEEE IUS)
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A suggestion of health monitoring for the road bridge with Fiber Optic Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawano, T. Mikami, and K. Ikushima
    • 学会等名
      10th International Workshop on Structural Health Monitoring (IWSHM2015)
    • 発表場所
      Stanford University, California, USA
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Converting Electrons to Photons in Highly Imbalanced Spin-Polarized Edge States --- On-Chip Terahertz Photon Counting Studies ---2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima, S. Okano, A. Ito, and T. Kobayashi
    • 学会等名
      EP2DS-21
    • 発表場所
      Sendai International Center (Sendai-shi, Miyagi)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz Photon-Counting Measurements for Landau-Level Physics in Two Dimensional Electron Systems2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ikushima
    • 学会等名
      TeraNano VI
    • 発表場所
      Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (Kunigami-gun, Okinawa)
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Response of a Charge Sensitive Infrared Phototransistor in Strong Magnetic Fields2015

    • 著者名/発表者名
      D. Nakagawa, S. Kitta, K. Akiba, K. Ikushima, S. Kim, M. Patrashin, Y. Kajihara, and S. Komiyama
    • 学会等名
      TeraNano VI
    • 発表場所
      Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (Kunigami-gun, Okinawa)
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-05-15  

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