カーボンナノチューブ量子ドットと電磁波の相互作用に関する研究

• 研究課題/領域番号: 19101006
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 石橋 幸治 独立行政法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 主任研究員 (30211048)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 94,380千円 (直接経費: 72,600千円、間接経費: 21,780千円); 2011年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2010年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2009年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2008年度: 28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円); 2007年度: 42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 量子ドット / 単電子トランジスタ / テラヘルツ / テラヘルツ光アシストトンネル / 2層カーボンナノチューブ / テラヘルツ波 / 量子閉じ込め / 2次元電子ガス / クーロン振動 / サイクロトロン共鳴 / エレクトロメータ / ボータイアンテナ / 人工原子 / 光アシストトンネル / Tien-Gordonモデル / ボウタイアンテナ / 電子線描画 / 単電子輸送現象 / 量子応答 / 光サイドバンド

研究概要

カーボンナノチューブ量子ドットの超高感度電荷計としての特徴、人工原子としてのエネルギースケールがその微細性を反映してテラヘルツ領域にあることに着目し、テラヘルツ波との相互作用を調べた。その結果、単一量子ドットにおいてテラヘルツ光アシストトンネル(THzPAT)を観測した。2重量子ドットをゲートを用いて作製するプロセスを開発し、THzPATに関する予備的な結果を得た。さらに、GaAs/AlGaAs2次元電子ガス基板上に作製したカーボンナノチューブ単電子トランジスタを用いた新たなTHz検出メカニズムを発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Effective energy gaps of double-wall carbon nanotubes with field effect transistors ambipolar characteristics (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Morimoto, Akihiro Kuno, Shota Yajima, Koji Ishibashi, Koji Tsuchiya, Hirofumi Yajima
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 巻: 100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluating the performance of the quantum point contacts as nanoscale teraherz sensors (2010)
  • 著者名/発表者名: Jungwoo. Song, Gregory Aizin, Yukio Kawano, Koji Ishibashi, Nobuyuki Aoki, Yuichi Ochiai, John L. Reno, and Jonathan P. Bird
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.18, No.5 ページ: 4609-4614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz sensing with a carbon nanotube/two-dimensional electron gas hybrid transistor (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Kawano, Takao Uchida, and Koji Ishibashi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 95 ページ: 83123-83123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz sensing with a carbon nanotube/two-dimensional electron gas hybrid transistor (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Kawano, Takao Uchida, Koji Ishibashi
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 95 ページ: 83123-83123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Quantum Hall State of Substrate on Single-electron transport of Carbon Nanotube Quantum Dots (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Yamaguchi, Takeo Tsukamoto, Satoshi Moriyama, Masaki Suzuki, Koji Ishibashi
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 48
  • NAID: 40016425929
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz sensing with a carbon nanotube/two-dimensional electron gashybrid transistor (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Kawano, Takao Uchida, Koji Ishibashi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブ量子ドットのテラヘルツ波応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治, 河野行雄, 布施智子, 豊川聖子, 山口智弘
  • 雑誌名: 光学 38 ページ: 99-101
  • NAID: 10024749668
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz photon-assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano, T. Fuse, S. Toyokawa, T. Uchida, K. Ishibashi
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 103 ページ: 34307-34307
  • 査読あり
• [雑誌論文] An on-chip near-field terahertz probe and detector (2008)
  • 著者名/発表者名: Yukio Kawano and Koji Ishibashi
  • 雑誌名: Nature Photonics 巻: 2 ページ: 618-621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial atom and quantum teraherz response in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, T. Yamaguchi
  • 雑誌名: J. Phys : Condensed Matter, a special issue 巻: 20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial atom and quantum teraherz response in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, T. Yamaguchi
  • 雑誌名: J.Phys:Condensed Matter, a special issue 20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz photon-assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano, T. Fuse, S. Toyokawa, T. Uchida, K. Ishibashi
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 103 ページ: 34307-34307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial atom and quantum teraherz response in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, T. Yamaguchi
  • 雑誌名: J. Phys : Condensed Matter 20
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブ人工原子と量子テラヘルツ応答 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治, 森山悟士, 布施智子, 河野行雄, 豊川聖子, 山口智弘
  • 雑誌名: 真空 51 ページ: 445-452
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz photon-assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawano, 他
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 103
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブを用いた量子ナノデバイス-量子相関デバイスの実現へ向けて- (2008)
  • 著者名/発表者名: 石橋 幸治, 他
  • 雑誌名: 応用物理 (3月号掲載子)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-highly sensitive terahertz detection using carbon-nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano, T. Fuse, and K. Ishibashi
  • 雑誌名: International Journal of High Speed Electronics and Systems 巻: 17 ページ: 567-570
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブ人工原子とそのテラヘルツ波応答 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石橋 幸治, 他
  • 雑誌名: 表面科学 28 ページ: 718-723
  • NAID: 10020008351
  • 査読あり
• [雑誌論文]
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular nanostructures with carbon nanotube/molecule heterojunctions for quantum nanodevice applications (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ishibashi, A.Hida
  • 学会等名: 2011 Japan-Sweden International Workshop on Nanoelectronics (QNANO2011)
  • 発表場所: Visby, Sweden
• [学会発表] Terahertz Detection with Carbon Nanotube Quantum Dot/Pyro-electric Substrate Hybrid Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Morimoto, K.Ishibashi
  • 学会等名: International Workshop on Quantum Nanostructures and Nanoelectronics (QNN2011)
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] ALD被膜DWCNT-FETの両極性ゲート特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 久野晃弘, 森本崇宏, 土屋好司, 矢島博文, 石橋幸治
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
• [学会発表] PZT-CNT量子ドット電荷センサーによるテラヘルツ検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森本崇宏, 河野行雄, 森貫洋, 鶴岡泰広, 阿知波洋次, 石橋幸治
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
• [学会発表] Carbon nanotubes and semiconductor nanowires for building block of quantum nanodevices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, H. Hida, H. Tabata, T. Nishio, S. Y. Huang, M. Shimizu
  • 学会等名: 2010 International RCIQE/CREST Joint Workshop
  • 発表場所: Sapporo, Japan
• [学会発表] Quantum dots in carbon nanotube and their molecular scale nanostructures (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, H. Tabata(invited)
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Nanostructures and Spin-related Phenomena(QNSP2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and their molecular scale nanostructures (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi and A. Hida(invited)
  • 学会等名: The 37^<th> International Symposium on Compound Semiconductors(ISCS2010)
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
• [学会発表] Carbon nanotubes and semiconductor nanowires for building blocks of quantum nanodevices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, S. Y. Huang, T. Nishio(invited)
  • 学会等名: International Workshop on Physics of Micro and Nano Scale Systems
  • 発表場所: Ystad, Sweden
• [学会発表] Carbon nanotubes and semiconductor nanowires for building blocks of quantum nanodevices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, S. Y. Huang, T. Nishio,(Selected Poster Presentation)
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Nanostructure Fabrication
  • 発表場所: Tilton School, Tilton, NH, USA
• [学会発表] Carbon nanotubes and graphenes for building blocks of nanodevices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, S. Moriyama, T. Fuse and T. Yamaguchi(Keynote Lecture)
  • 学会等名: 11th Edition of the "Trends in NanoTechnology" International Conference(TNT2010)
  • 発表場所: Braga, Portugal
• [学会発表] Quantum dots in carbon nanotube and their molecular scale nanostructures (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, H. Tabata
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Nanostructures and Spin-related Phenomena (QNSP2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Near-field terahertz detection on one chip (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano and K. Ishibashi
  • 学会等名: International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2009
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and nanostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, H. Tabata, Y. Kawano and T. Yamaguchi(invited)
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Science and Technology(FNST2009)
  • 発表場所: Harvard University, Boston, USA
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and molecular scale nanostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, H. Hida, H. Tabata, Y. Kawano, and T. Yamaguchi(invited)
  • 学会等名: RIKEN/LUND/HARVARD Joint Symposium on Nanoengineering and Functional Materials
  • 発表場所: Wako, Japan
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and molecular scale nanostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, H. Tabata, Y. Kawano, T. Yamaguchi
  • 学会等名: International Workshop on Nanoscience and Nanotechnology
  • 発表場所: Frascatti, Italy
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and nanostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, H. Tabata, Y. Kawano, T. Yamaguchi
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Science and Technology (FNST2009)
  • 発表場所: Harvard University, Boston, USA
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and nanostructures(invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ishibashi, A.Hida, H.Tabata, Y.Kawano T.Yamaguchi
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Science Technology(F NST2009)
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] Carbon nanotubes for building blocks of nanoelectronic devices(invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ishibashi, A.Hida, H.Tabata, Y.Kawano, T.Yamaguchi
  • 学会等名: International Symposium on Photoelectronic Detection Imaging 2009(ISPDI2009)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots molecular scale nanostructures(invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Ishibashi, A.Hida, H.Tabata, Y.Kawano T.Yamaguchi
  • 学会等名: International Workshop on Nanoscience Nanotechnology
  • 発表場所: Frascatti, Italy
• [学会発表] THz photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, and T. Yamaguchi(invited)
  • 学会等名: 2008 RCIQE International Seminar on Advanced Semiconductor Materials and Devices
  • 発表場所: Hokkaido University
• [学会発表] Quantum-dot devices with carbon nanotubes and Si nanowires (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, S. Y. Huang, N. Fukata, and T. Yamaguchi(invited)
  • 学会等名: International Baltic Sea Region conference "Functional materials and nanotechnologies(FMNT08)" The conference is devoted to 30th anniversary of Institute of Solid State Physics
  • 発表場所: University of Latvia., Riga, Latvia
• [学会発表] Highly Sensitive and Frequency-Tunable THz Detector Using Carbon Nanotube Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano, T. Fuse, S. Toyokawa, T. Uchida, and K. Ishibashi
  • 学会等名: 33rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
  • 発表場所: Pasadena, USA
• [学会発表] "Quantum-dot devices with carbon nanotubes and Si nanowires", International Baltic Sea Region conference "Functional materials and nanotechnologies (FMNT08)" (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, S. Y. Huang, N. Fukata, T. Yamaguchi
  • 学会等名: The conference is devoted to 30th anniversary of Institute of Solid State Physics
  • 発表場所: University of Latvia., Riga, Latvia
• [学会発表] Quantum-dot devices with carbon nanotubes and Si nanowires (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, S. Y. Huang, N. Fukata, T. Yamaguchi
  • 学会等名: International Baltic Sea Region conference "Functional materials and nanotechnologies (FMNT08)", The conference is devoted to 30th anniversary of Institute of Solid State Physics, University of Latvia
  • 発表場所: Riga, Latvia
• [学会発表] Scanning Electrometer using a Carbon Nanotube Single-Electron Transistor Integrated with a Metal-Coated Cantilever (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano, T. Uchida, K. Ishibashi
  • 学会等名: 2008 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T)
  • 発表場所: Keystone, USA
• [学会発表] Quantum dots in carbon nanotubes and Si nanowires (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Y. Huang, A. Hida, H. Tabata Y. Kawano, T. Yamaguchi
  • 学会等名: International School and Workshop on Nanoscience and Nanotechnology (n&n2008)
  • 発表場所: Frascati, Italy
• [学会発表] THz Photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, Y. Kawano, T. Fuse, and S. Toyokawa(invited)
  • 学会等名: QTNH2007 International Workshop on THz-Related Phenomena in Semoconductor Nanostructures
  • 発表場所: Chiba, Japa
  • 年月日: 2007-07-28
• [学会発表] THz Photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Ishibashi, 他
  • 学会等名: QTNH2007 International Workshop on THz-Related Phenomena in Semoconductor Nanostructures
  • 発表場所: Chiba,Japan
  • 年月日: 2007-07-28
• [学会発表] Artificial atom in carbon nanotube quantum dots and its THz response (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, Y. Kawano, T. Fuse, and S. Toyokawa(invited)
  • 学会等名: 15^<th> Annual International Conference on Composite/Nanoengineering
  • 発表場所: Haikou, Hainan, China
• [学会発表] THz photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi(invited)
  • 学会等名: 8th Japan-Sweden QNANO workshop
  • 発表場所: Lund, Sweden
• [学会発表] THz photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi
  • 学会等名: 8^<th> Japan-Sweden QNANO workshop
  • 発表場所: Lund, Sweden
• [学会発表] Observation of terahertz-photon sidebands in carbon nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawano, 他
  • 学会等名: 17th International Conference on the Electronic Properties of Two-Dimensional Systems(EP2DS-17)
  • 発表場所: Genova,Italy
• [学会発表] Artificial atom in carbon nanotube quantum dots and its THz response (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Ishibashi, 他
  • 学会等名: 15^<th> Annual International Conference on Composite/Nanoengineering
  • 発表場所: Haikou,Hainan,China
• [学会発表] THz photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Ishibashi, 他
  • 学会等名: 8^<th> Japan-Sweden QNANO workshop
  • 発表場所: Lund,Sweden
• [学会発表] カーボンナノチューブ人工原子のテラヘルツ波応答 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石橋 幸治, 他
  • 学会等名: ナノ学会第5回大会
  • 発表場所: 筑波
• [学会発表] カーボンナノチューブ量子ドットにおけるTHz光子支援トンネルのTHz光照射強度依存性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 豊川 聖子, 他
  • 学会等名: 平成19年秋期第68回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学
• [図書] Nanoelectronics, Nanofabrication Handbook (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Ishibashi
  • 出版者: CRC Press
• [図書] カーボンナノチューブ・グラフェンハンドブック (2011)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治
  • 出版者: コロナ社
• [図書] 基礎からわかるナノデバイス (2011)
  • 著者名/発表者名: 青柳克信、石橋幸治、高柳英明、中ノ勇人、平山祥郎
  • 出版者: コロナ社
• [図書] 基礎からわかるナノデバイス (2011)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治(共著)
  • 総ページ数: 242
  • 出版者: コロナ社
• [図書] カーボンナノチューブ・グラフェンハンドブック5.2.電気伝導 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治(分担執筆)
  • 出版者: コロナ社
• [図書] ナノカーボンハンドブック, 3章3節2項3.CNTによるナノデバイス (2007)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治
  • 出版者: エヌティーエス
• [図書] 「ナノカーボンハンドブック」(遠藤守信/飯島澄男監修) (2007)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治
  • 出版者: エヌティーエス
• [図書] 遠藤守信/飯島澄男監修「ナノカーボンハンドブック」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石橋 幸治
  • 出版者: エヌティーエス
• [産業財産権] テラヘルツ光検出装置とその検出方法 (2008)
  • 発明者名: 河野行雄、石橋幸治
  • 権利者名: 理化学研究所
  • 産業財産権番号: 2008-222980
  • 出願年月日: 2008-09-01
• [産業財産権] テラヘルツ光検出装置とその検出方法 (2008)
  • 発明者名: 河野行雄, 石橋幸治
  • 権利者名: 理化学研究所
  • 産業財産権番号: 2008-222980
  • 出願年月日: 2008-09-01