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単一分子接合系におけるキャリア伝導のテラヘルツダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 16K17481
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関東京大学

研究代表者

吉田 健治  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (50738599)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードテラヘルツ / 量子ナノ構造 / 量子物性 / 単一分子接合 / カーボンナノチューブ / 単一分子 / ナノ構造物性 / 量子ドット / ナノエレクトロニクス / 近藤効果 / 物性実験 / メゾスコピック系 / マイクロ・ナノデバイス
研究成果の概要

単一分子接合系の特徴的なエネルギーはTHz周波数帯に存在する。そのため、THz光子と強く相互作用することが予想され、テラヘルツ電磁波が系のキャリア伝導に大きく影響する。しかし、これまでの単一分子接合系の実験は直流測定が主であり、その伝導ダイナミクスの理解は不十分であった。本研究では、単一分子トランジスタに対し、テラヘルツ電磁波を外部照射し、その際に生じるテラヘルツ誘起光電流の周波数解析を行うことで、単一分子レベルでの振動分光を実現した。同様に、単一カーボンナノチューブ分子の量子準位のテラヘルツ分光にも成功した。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 15件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] DGIST(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] パリ高等師範学校(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum Dots Formed in Three-dimensional Dirac Semimetal Cd3As2 Nanowires2018

    • 著者名/発表者名
      M. Jung, K. Yoshida., K. Park, X.-X. Zhang, C. Yesilyurt, Z. B. Siu, M. B. A. Jalil, J.W. Park, J. Park, N. Nagaosa, J. Seo, and K. Hirakawa
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 18 号: 3 ページ: 1863-1868

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.7b05165

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electric-field control of conductance in metal quantum point contacts by electric-double-layer gating2017

    • 著者名/発表者名
      K. Shibata, K. Yoshida, K. Daiguji, H. Sato, T. Ii, and K. Hirakawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 111 号: 15 ページ: 153104-153104

    • DOI

      10.1063/1.4995318

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic resonance in bistable atomic switches2017

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, and K. Hirakawa
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 28, no. 12 号: 12 ページ: 125205-125205

    • DOI

      10.1088/1361-6528/aa5ee1

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Coupling a terahertz cavity to a carbon nanotube quantum dot2018

    • 著者名/発表者名
      F. Valmorra, K. Yoshida, L. Contamin, T. Cubaynes, M. Dartiailh, M. Desjardins, S. Massabeau, K. Hirakawa, J. Mangeney, A. Cottet, and T. Kontos
    • 学会等名
      DPG Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rotation effect in endohedral metallofullerene Ce@C82 single-molecule transistors2018

    • 著者名/発表者名
      唐九君、杜少卿、吉田健治、張亜、平川一彦
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ分光による単一カーボンナノチューブ量子ドットの電子状態の評価2018

    • 著者名/発表者名
      鶴谷拓磨、吉田健治、矢島史彬、清水麻希、本間芳和、平川一彦
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 単一カーボンナノチューブ量子ドットのテラヘルツ分光2018

    • 著者名/発表者名
      吉田健治、鶴谷琢磨、矢島文彬、清水麻希、本間芳和、平川一彦
    • 学会等名
      新学術領域「ハイブリッド量子科学」第六回領域会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 金属内包Ce@C82単一分子トランジスタにおける分子回転効果2018

    • 著者名/発表者名
      唐九君、杜少卿、吉田健治、張亜、平川一彦
    • 学会等名
      新学術領域「ハイブリッド量子科学」第六回領域会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Coupling a terahertz cavity to a carbon nanotube quantum dot2018

    • 著者名/発表者名
      F. Valmorra, K. Yoshida, L. Contamin, T. Cubaynes, M. Dartiailh, M. Desjardins, S. Massabeau, K. Hirakawa, J. Mangeney, A. Cottet, T. Kontos
    • 学会等名
      新学術領域「ハイブリッド量子科学」第六回領域会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sensing a single atom in a single Ce@C82 endohedral metallofullerene by terahertz radiation2017

    • 著者名/発表者名
      S. Du, Y. Zhang , K. Yoshida, K. Hirakawa
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Ionic Liquid Gating of Metal Contacts: Effect of Cation Size2017

    • 著者名/発表者名
      C. Li, K. Yoshida, K. Shibata, S. Ono, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜市
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一分子伝導のテラヘルツダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      平川一彦、杜少卿、吉田健治、張亜、濱田幾太郎
    • 学会等名
      新学術領域ハイブリッド量子科学 第4回領域会議
    • 発表場所
      理化学研究所、和光市
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Terahertz Spectroscopy of Single Molecules Using Nanogap Metal Electrodes2017

    • 著者名/発表者名
      S. Du, K. Yoshida, Y. Zhang, I. Hamada, K. Hirakawa
    • 学会等名
      新学術領域ハイブリッド量子科学 第4回領域会議
    • 発表場所
      理化学研究所、和光市
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Terahertz spectroscopy of single molecules and single atoms2017

    • 著者名/発表者名
      K, Hirakawa, S. Du, K. Yoshida, C.Tang, and Y. Zhang
    • 学会等名
      ngle atoms”, 4th International Symposium on Microwave/Terahertz Science and Applications (MTSA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz spectroscopy of single molecules and single atoms far beyond the diffraction limit2017

    • 著者名/発表者名
      K, Hirakawa, S. Du, K. Yoshida, and Y. Zhang
    • 学会等名
      Russia-Japan-USA-Europe Symposium on Fundamental & Applied Problems of Terahertz Devices & Technologies (RJUSE TeraTech 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz spectroscopy of a single atom in a fullerene cage2017

    • 著者名/発表者名
      S. Du, Y. Zhang, K. Yoshida, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      International Symposium on Hybrid Quantum Systems 2017 (HQS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz Spectroscopy of Carbon Nanotube Quantum Dots Performed by Detecting THz-induced Photocurrent in the Single Electron Transistor Geom2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tsurugaya, K. Yoshida, F. Yajima, M. Shimizu, Y. Homma, S.Q. Du, Y. Zhang, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      International Symposium on Hybrid Quantum Systems 2017 (HQS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz spectroscopy of a single atom in a fullerene cage2017

    • 著者名/発表者名
      S. Du, Y. Zhang, K. Yoshida, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      42 International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] erahertz dynamics of electron-vibron coupling in single molecules with tunable electrostatic potential2017

    • 著者名/発表者名
      S. Du, K. Yoshida, Y. Zhang, I. Hamada, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (EDISON20)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ電磁波を用いた金属内包Ce@C82 フラーレン分子内の単一Ce 原子の観測2017

    • 著者名/発表者名
      S.Q. Du, Y. Zhang、吉田健治、C.C. Tang、平川一彦
    • 学会等名
      新学術領域「ハイブリッド量子科学」 第五回領域会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノギャップ電極を用いた単一カーボンナノチューブのテラヘルツ分光2017

    • 著者名/発表者名
      鶴谷拓磨、吉田健治、矢島史彬、清水麻希、本間芳和、平川一彦
    • 学会等名
      新学術領域「ハイブリッド量子科学」 第五回領域会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz spectroscopy of a single atom in a fullerene cage2017

    • 著者名/発表者名
      杜少卿、張亜、吉田健治、唐九君、平川一彦
    • 学会等名
      第8回 光電子融合ワークショップ--若手による成果報告
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ptナノギャップ接合におけるトンネル磁気抵抗効果2017

    • 著者名/発表者名
      吉田健治、平川一彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ボウタイアンテナ型電極を用いたカーボンナノチューブ単一電子トランジスタへのテラヘルツ光集光とその光応答2017

    • 著者名/発表者名
      鶴谷拓磨、吉田健治、矢島史彬、清水麻希、本間芳和、平川一彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Seeing single molecules with long wavelength terahertz radiation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hirakawa, S. Du, K. Yoshida, and Y. Zhang
    • 学会等名
      Workshop University of Tokyo/ENS
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 強磁性ナノ接合における近藤効果の観測2016

    • 著者名/発表者名
      吉田健治、平川一彦
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター、新潟市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] InP(311)B 面上に成長したInAs 量子ドットの電気伝導特性2016

    • 著者名/発表者名
      和田直樹、張亜、吉田健治、赤羽浩一、平川一彦
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター、新潟市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学エッチングにより作製した金属量子ポイントコンタクトの電界変調2016

    • 著者名/発表者名
      阿部千夏、柴田憲治、吉田健治、平川一彦
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター、新潟市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Nanomechanical oscillation in single-C60 transistors investigated by time-domain terahertz spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      S. Du, Y. Zhang, K. Yoshida, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      the 8th Edition of the International Conference on Molecular Electronics (ElecMol)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibron-assisted tunneling in single Ce@C82 molecule transistors investigated by terahertz spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      S. Du, Y. Zhang, K. Yoshida, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      the 33rd International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS2016)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric-field tuning of conductance in metal quantum point contacts”, the 19th International Conference on Superlattices2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shibata, K. Yoshida, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      the 19th International Conference on Superlattices, Nanostructures and Nanodevices (ICSNN 2016)
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stochastic resonance in an atomic switch2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      the 19th International Conference on Superlattices, Nanostructures and Nanodevices (ICSNN 2016)
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz spectroscopy of single Ce-doped C82 molecules using sub-nm-scale gap electrodes2016

    • 著者名/発表者名
      S. Du, K. Yoshida, Y. Zhang, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      the 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2016)
    • 発表場所
      富山国際会議場、富山市
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photon-Assisted Tunneling in Single-Molecule Transistors Induced by Terahertz Radiation Enhanced in the Sub-nm Gap Electrodes2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshida, K. Shibata, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      CIQM Frontiers in Quantum Materials and Devices Workshop, RIKEN Wako Campus
    • 発表場所
      理化学研究所、和光市
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz spectroscopy of single molecules using sub-nm scale gap electrodes2016

    • 著者名/発表者名
      S. Du, Y. Zhang, K. Yoshida, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      CIQM Frontiers in Quantum Materials and Devices Workshop, RIKEN Wako Campus
    • 発表場所
      理化学研究所、和光市
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノギャップ金属電極とテラヘルツナノサイエンス2016

    • 著者名/発表者名
      平川一彦、吉田健治、張亜、杜少卿、柴田憲治
    • 学会等名
      第140回微小光学研究会「微小光学から見る『光と電波の境界領域』」
    • 発表場所
      日本女子大学、文京区、東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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