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微小電子源からの空間変調電子ビームを用いたテラヘルツ帯自由電子レーザの研究

研究課題

研究課題/領域番号 17206036
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関静岡大学

研究代表者

三村 秀典  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (90144055)

研究分担者 根尾 陽一郎  静岡大学, 電子工学研究所, 助教 (50312674)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)
2007年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2006年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2005年度: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
キーワード電界放出微小電子源 / スミスパーセル光 / 自由電子レーザ / GaAs / 光カソード / 回折格子 / パルス電子ビーム / 電界放射微小電子源 / テラヘルツ / 電子ビーム / 回析格子 / Si
研究概要

・ シリコン電界放出微小電子源を製作し、微小電子源からの直流状の電子ビームをアルミレプリカ回折格子上を通過させ、スミスパーセル放射光を観測した。ビーム量は200nA、加速電圧は25kVから30kV、回折格子のピッチは416nmである。観測したスミスパーセル光は、350nm付近の紫外領域で4次光、400nm付近で3次光、600nm付近で2次光、1300nm付近で1次光である。観測されたスミスパーセル光の波長は、スミスパーセル光の理論計算と良く一致した。
・ 高周波パルス電子ビーム発生用GaAsエミッタを開発するため、ウェットエッチングを用いたGaAsエミッタ製作技術の確立を行った。GaAs表面に(NH_4)_2S_x溶液表面処理を行うことにより、表面酸化物の除去、平坦性の改善、大気中での自然酸化膜の形成を遅らせることができ、エミッションの立ち上がり電圧を低下させる等、放出電流特性の改善を行えることを確認した。
・ スミスパーセル放射光を高輝度化し、自由電子レーザを実現するためには、高周波パルス電子ビームを作る必要がある。高周波パルス電子ビームの発生にはパルス光により光カソードを励起するのが最も容易である。そこで、励起高周波パルス電子ビーム発生用GaAs光カソードを開発するため、GaAs表面にCsと酸素を交互に加えるYo-Yo法で負の親和力を形成する技術の確立を行った。その結果、GaAs表面を負の親和力にすることに成功し、He-Neレーザ(波長632.8nm)、強度0.1mWの励起でマイクロアンペアの放出電流(量子効率約2%)を得ることに成功した。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (25件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Focusing Characteristics of Double-Gated Field Emitter Arrays with a Lower Height of the Focusing Electrode2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 雑誌名

      App. Phys. Express 1

    • NAID

      10025080448

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Focusing Characteristics of Double-Gated Field Emitter Arrays with a Lower Height of the Focusing Electrode2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 雑誌名

      App. Phys. Express 1 053001

      ページ: 1-3

    • NAID

      10025080448

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface treatment effect of(NH4)2Sx on p-type GaAs field emitter arrays2007

    • 著者名/発表者名
      G. Han
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phy. 46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface treatment effect of (NH4)2Sx on p-type GaAs field emitter arrays2007

    • 著者名/発表者名
      G. Han
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phy 46

      ページ: 743-745

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Whole technology of THz2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 雑誌名

      NGT books 690

      ページ: 208-211

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface treatment effect of(NH4)2Sx on p-type GaAs field emitter arrays2007

    • 著者名/発表者名
      Gui Han
    • 雑誌名

      Japanese Journal Applied Physics 46

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stabilization of electron emission from nanoneedles with two dimesional grapheme sheet structure in a high residual pressure region2007

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsumoto
    • 雑誌名

      Applied Physics. Letters 90

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Smith-Purcell radiation from ultraviolet to infrared using a Si field emitter2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. B 24

      ページ: 924-926

    • NAID

      120001756789

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Smith-Purcell radiation from ultraviolet to infrared using a Si field emitter2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol 24

      ページ: 924-926

    • NAID

      120001756789

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural and emission characteristics of Iron-Oxide whiskers on a steel plate2006

    • 著者名/発表者名
      Morimasa Okada
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45

      ページ: 5624-5625

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication and Characteristics of Sputter-Induced Carbon Nanoneedle Field-Emitters and Si Electron-Transparent Films forApplication to Electron-Beam-Pumped Light Sources2006

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Shiozawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement of the emission current from a cesiated metal-oxide-semiconductor cathode2006

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Mimura
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 88

    • NAID

      120000796480

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Smith-Purcell radiation from ultraviolet to infrared using a Si-field emitter2006

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Neo
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology B 24

      ページ: 924-926

    • NAID

      120001756789

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Smith-Purcell radiation using a single-tip field emitter2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol. B 23

      ページ: 840-842

    • NAID

      110003205069

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Smith-Purcell radiation using a single-tip field emitter2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol 23

      ページ: 840-842

    • NAID

      110003205069

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Emission characteristics and application of semiconductor field emitters2005

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Mimura
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 22

      ページ: 498-503

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] エッチバック法を用いたダブルゲートFEAの製作-(2)2008

    • 著者名/発表者名
      武田匡史
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2008-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Double gated FEA-(2) using etch back method2008

    • 著者名/発表者名
      M. Takeda
    • 学会等名
      55th Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics
    • 年月日
      2008-03-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 高精細FED用ダブルゲートFEAの開発2008

    • 著者名/発表者名
      惣田崇志
    • 学会等名
      電子情報通信学会ディスプレイ研究会
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2008-01-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Double gated FEA for ultra fine FEDs Display Meeting of IEICE2008

    • 著者名/発表者名
      T. Soda
    • 年月日
      2008-01-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication of volcano-structured double-gate FEAs by etch-back technique2007

    • 著者名/発表者名
      T. Soda
    • 学会等名
      20th International Microprocess and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2007-11-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication of volcano-structured double-gate FEAs by etch-back technique2007

    • 著者名/発表者名
      T. Soda
    • 学会等名
      20th International Microprocess and Nanotechnology
    • 発表場所
      Conference, Kobe
    • 年月日
      2007-11-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication of volcano-structured double-gate FEAs by etch-back technique2007

    • 著者名/発表者名
      Takashi Soda
    • 学会等名
      20th International Microprocess and Nanot echnology Conference
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and emission characteristics from GaAs FEAs2007

    • 著者名/発表者名
      G. Han
    • 学会等名
      6th International Conference on Global Research and Education
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2007-09-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication and emission characteristics from GaAs FEAs2007

    • 著者名/発表者名
      G. Han
    • 学会等名
      6th International Conference on Global Research and Education
    • 発表場所
      Hamamatsu
    • 年月日
      2007-09-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] エッチバック法を用いたダブルゲートFEAの製作2007

    • 著者名/発表者名
      惣田崇志
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication and emission characteristics from GaAs FEAs2007

    • 著者名/発表者名
      G. Han
    • 学会等名
      20th International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2007-08-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication and emission characteristics from GaAs FEAs2007

    • 著者名/発表者名
      Gui Han
    • 学会等名
      20th International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • 発表場所
      Chicago
    • 年月日
      2007-07-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Smith-Purcell radiation from ultraviolet to infrared using a Si-field emitter2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 学会等名
      8th IEEE Inter. Vacuum Electronics Conference
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2007-05-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Smith-Purcell radiation from ultraviolet to infrared using a Si-field emitter2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 学会等名
      8th IEEE Inter. Vacuum Electronics Conference
    • 発表場所
      Kitakyusyu
    • 年月日
      2007-05-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] GaAs微小電子源の製作と(NH4)2Sx表面処理効果2007

    • 著者名/発表者名
      劉〓
    • 学会等名
      第54回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication and Characteristics of GaAs Field emitter2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Takigawa
    • 学会等名
      19th International Vacuum Nanoelectronics Conference, Guilin, China, July 17-20
    • 発表場所
      Guilin, China
    • 年月日
      2006-07-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication and Characteristics of GaAs Field emitter Smith-Purcell radiation from ultraviolet to infrared using a Si-field emitter2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Takigawa
    • 学会等名
      18th International Vacuum Electronics Conference
    • 発表場所
      Guilin, China
    • 年月日
      2006-07-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 電子ビームと回折格子を用いたスミスパーセル放射光実験2005

    • 著者名/発表者名
      小澤準
    • 学会等名
      第66回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2005-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Si電界放射陰極の光照射特性-22005

    • 著者名/発表者名
      根尾陽一郎
    • 学会等名
      第66回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2005-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Smith-Purcell radiation experiments using a electron beam and grating2005

    • 著者名/発表者名
      J. Ozawa
    • 学会等名
      66th Autumn Meeing of the Japan Society of Applied Physics
    • 発表場所
      Tokushima
    • 年月日
      2005-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Photo illumination characteristics of Si field emitters-(2)2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 学会等名
      66th Autumn Meeing of the Japan Society of Applied Physics
    • 年月日
      2005-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication of GaAs field emitters and surface treatment effect of (NH4)2Sx2005

    • 著者名/発表者名
      K. Liu
    • 学会等名
      54th Spring Meeting of the Japan Society of Applied Physics
    • 年月日
      2005-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Double gated FEA using etch back method2005

    • 著者名/発表者名
      T. Soda
    • 学会等名
      68th Autumn Meeing of the Japan Society of Applied Physics
    • 年月日
      2005-09-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Smith-Purcell radiation from ultraviolet to infrared using a Si-field emitter2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 学会等名
      18th International Vacuum Nanoelectronics Conference
    • 発表場所
      Oxford, UK
    • 年月日
      2005-07-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Smith-Purcell radiation from ultraviolet to infrared using a Si-field emitter2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Neo
    • 学会等名
      18th International Vacuum Electronics Conference
    • 発表場所
      Oxford, UK
    • 年月日
      2005-07-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] テラヘルツ技術総覧2007

    • 著者名/発表者名
      根尾陽一郎
    • 出版者
      エヌジーティ出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] テラヘルツ技術総覧2007

    • 著者名/発表者名
      根尾 陽一郎
    • 総ページ数
      690
    • 出版者
      エヌジーティー出版
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nvrc.rie.shizuoka.ac.jp/vision-i/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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