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単一分子トランジスタのテラヘルツダイナミクスと量子情報処理技術への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20H05660
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
審査区分 大区分D
研究機関東京大学

研究代表者

平川 一彦  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10183097)

研究分担者 橋本 克之  東北大学, 理学研究科, 助教 (30451511)
村田 靖次郎  京都大学, 化学研究所, 教授 (40314273)
濱田 幾太郎  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80419465)
芦原 聡  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10302621)
平山 祥郎  東北大学, 先端スピントロニクス研究開発センター, 総長特命教授 (20393754)
研究期間 (年度) 2020-08-31 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
190,840千円 (直接経費: 146,800千円、間接経費: 44,040千円)
2024年度: 29,640千円 (直接経費: 22,800千円、間接経費: 6,840千円)
2023年度: 31,330千円 (直接経費: 24,100千円、間接経費: 7,230千円)
2022年度: 33,540千円 (直接経費: 25,800千円、間接経費: 7,740千円)
2021年度: 36,660千円 (直接経費: 28,200千円、間接経費: 8,460千円)
2020年度: 59,670千円 (直接経費: 45,900千円、間接経費: 13,770千円)
キーワード単一分子トランジスタ / 量子ドット / テラヘルツ電磁波 / 核スピン / 共振器 / テラヘルツ共振器 / ナノギャップ電極 / 超強結合 / 量子相関 / 量子ナノ構造 / 強結合状態 / 量子ポイントコンタクト / 単一電子トンネル / 核磁気共鳴
研究開始時の研究の概要

近年、単一分子など極限的に微細な系を活性層とするトランジスタを形成し、その中での電子や分子のダイナミクスを応用して、エレクトロニクスに新しい局面を拓こうとする研究が重要となりつつある。我々は、原子スケールのギャップを有する極微金属電極を用いて、回折限界をはるかに超えて単一分子のテラヘルツ分光を行い、分子の超高速振動や電子状態を明らかにする研究を行ってきた。本研究では、これまでの研究をさらに発展させ、分子振動と電子伝導の強い結合や、フラーレンに内包された水分子の核スピンを量子情報処理への応用に展開し、原子スケールの「テラヘルツナノサイエンス」という新しい分野をさらに推進・深化させる。

研究実績の概要

近年、量子ドット、単一分子など極微ナノ構造を活性層に用いた新規トランジスタの研究が注目されている。特に、単一分子は分子機能を応用できるデバイスとして注目されるとともに、分子振動や核スピンなどが新しい量子情報の媒体となる可能性も検討されている。このようなナノ構造中の量子準位や分子振動などの素励起のエネルギーは、おおよそテラヘルツ(THz)電磁波の光子エネルギーに対応するため、THz電磁波との相互作用の研究は、ナノ量子構造の物理の解明やその応用に適している。特に、ナノギャップ中のTHz電界は大きく増強されるため、極めて強いTHz交流電界と電子系の相互作用という非常に興味深い状況も作り出せることもわかってきた。上記のような背景の下、現在立ち上がりつつある原子スケールの「テラヘルツナノサイエンス」という新しい分野をさらに推進・深化させ、応用への展開可能性を探ることを本研究の目的とする。
本年度は、特に、単一の水分子を内包したフラーレン分子(H2O@C60)を活性層とする単一分子トランジスタのクーロン安定化ダイアグラムやコンダクタンススペクトルを詳細に検討し、外部の電極から注入される伝導電子が内包された水分子の核スピンを反転させるプロセスについて検討を続けている。さらに、半導体量子ドットや量子ポイントコンタクトとsplit ring resonator (SRR)と呼ばれるTHz共振器との結合系において、極少数の電子系とTHz共振器系においても、SRRのギャップ付近で電子系とテラヘルツ電磁波の超強結合状態を電気的に観測することに成功し、量子情報をTHz電磁波の力を借りて空間的に離れた位置で共有することを可能にするとともに、超強結合による物性の制御など新しい可能性への端緒についた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、単一分子トランジスタの作製に不可欠な金属ナノ電極の通電断線に関して、理論的な考察が進み、電子の運動エネルギーが金属の表面拡散エネルギーを越えたときに1電子が1原子に衝突して原子を移動させるという機構を理論的に表現し、実験データをよく説明できることを示した。
さらに、単一H2O@C60分子トランジスタへの電子の注入により、単一水分子の回転励起が誘起されること、さらにパラ・オルソ状態が高速に揺らぐ現象に関して、単一H2O@C60分子トランジスタの励起状態のエネルギーを解析し、オルソ-パラ変換を起こすプロセスについて検討が進んだ。また、電気抵抗検出による電子スピン共鳴システムを構築し、単層グラフェンの電子スピン共鳴の観測に成功した。これらの成果は、ナノギャップ中の単一分子の核スピン状態を電気的に検出する上で不可欠かつ革新的な技術である。さらに、理論的な面では、水分子を内包したフラーレン分子における電子状態を正確に記述する目的で、ファンデルワールス密度汎関数を元にした混成汎関数を用いた電子状態解析を行った。
ナノギャップ電極による電界集中の効果に関しては、赤外フェムト秒パルスを金ナノアンテナに照射することで、金/誘電体界面で増強された電磁場を生成し、これを利用することで、金属電子のトンネル放出を誘起し、赤外光の瞬時電場の向きを検出できることを実証した。
さらに、半導体ヘテロ構造に超微細加工を行って実現できる量子ドット/ポイントコンタクト構造とスプリットリング共振器(SRR)と呼ばれる微小なTHz共振器を用いた電子系と電磁波の超強結合の実現に継続して取り組み、極少数の電子系でも電磁波と超強結合が実現できることが明らかになった。また、電気的な測定を行うことにより、単一共振器・ナノ構造についても超強結合の情報が得られたことは大きな進展である。

今後の研究の推進方策

今後も引き続き単一分子トランジスタの量子伝導と核スピンの検出と応用に関する実験と考察を継続する。特に、伝導電子を介したH2O@C60分子における水分子のパラ-オルソ変換の起源について明らかにする。さらに2 Tぐらいまでの磁場で現れるクーロンピークコンダクタンスのヒステリシスについても機構を解明する。また、単一分子トランジスタの電極を強磁性体に置き換えた場合の物理についても検討を進める。さらに、電気的検出による1個の水素原子のNMR測定にも継続して挑戦する。
また、半導体ヘテロ構造に微細加工を施して実現できる量子ドットとTHz共振器の超強結合系の実験を継続して行う。量子ドットとスプリットリング共振器(split-ring resonator; SRR)と呼ばれる微小なTHz共振器との超強結合が実現できると、量子ドット内の量子情報を電磁波という形で遠方に伝送することができ、空間的に離れた量子ドット間の量子相関を実現できる。昨年度、量子ドットや量子ポイントコンタクト中の電子系とSRR THz共振器系の(超)強結合を実現することに成功したので、今後、マクロな距離離れている量子構造間の量子相関の実現に取り組む。特に、長距離の伝送に必要なSRRを並べた構造については、放射ロスを低減できるようにトポロジカルな構造を検討しており、その伝搬特性についてもTHzイメージング技術などを用いて調べていく。

評価記号
中間評価所見 (区分)

A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる

報告書

(8件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 研究概要(中間評価) ( PDF )   実績報告書   中間評価(所見) ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見 ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (93件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (33件) (うち国際共著 11件、 査読あり 30件、 オープンアクセス 21件) 学会発表 (46件) (うち国際学会 22件、 招待講演 14件) 図書 (7件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] 中国科学院(中国)

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      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] 中国科学院(中国)

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  • [国際共同研究] ボルドー大学/CNRS(フランス)

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  • [国際共同研究] Ecole Normale Superieure(フランス)

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      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Coherent Interaction of a Few-Electron Quantum Dot with a Terahertz Optical Resonator2024

    • 著者名/発表者名
      Kuroyama Kazuyuki、Kwoen Jinkwan、Arakawa Yasuhiko、Hirakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 132 号: 6 ページ: 066901-066901

    • DOI

      10.1103/physrevlett.132.066901

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      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coexistence of Quantum‐Spin‐Hall and Quantum‐Hall‐Topological‐Insulating States in Graphene/hBN on SrTiO3 Substrate2024

    • 著者名/発表者名
      Obata Reiji、Kosugi Mioko、Kikkawa Takashi、Kuroyama Kazuyuki、Yokouchi Tomoyuki、Shiomi Yuki、Maruyama Shigeo、Hirakawa Kazuhiko、Saitoh Eiji、Haruyama Junji
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: - 号: 19 ページ: 2311339-2311339

    • DOI

      10.1002/adma.202311339

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      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrical Detection of Ultrastrong Coherent Interaction between Terahertz Fields and Electrons Using Quantum Point Contacts2023

    • 著者名/発表者名
      Kuroyama Kazuyuki、Kwoen Jinkwan、Arakawa Yasuhiko、Hirakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 23 号: 24 ページ: 11402-11408

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.3c02272

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    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesizing 2h/e2 resistance plateau at the first Landau level confined in a quantum point contact2023

    • 著者名/発表者名
      Fauzi Mohammad Hamzah、Nakagawara Keita、Hashimoto Katsushi、Shibata Naokazu、Hirayama Yoshiro
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 6 号: 1 ページ: 365-365

    • DOI

      10.1038/s42005-023-01491-8

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      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electromigration at atomic-scale metal nanojunctions driven by “lucky electrons”2023

    • 著者名/発表者名
      Tian Yue、Du Shaoqing、Toyoshima Keidai、Aiba Akira、Kuroyama Kazuyuki、Hirakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 16 号: 8 ページ: 085001-085001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/acebb6

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      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gate-tunable resistance drops related to local superconducting gaps in thin TaS2 layers on SrTiO3 substrates2023

    • 著者名/発表者名
      Kosugi M.、Obata R.、Suzuki K.、Kuroyama K.、Du S.、Skinner B.、Kikkawa T.、Yokouchi T.、Shiomi Y.、Maruyama S.、Hirakawa K.、Saitoh E.、Haruyama J.
    • 雑誌名

      APL Materials

      巻: 11 号: 8 ページ: 081106-081106

    • DOI

      10.1063/5.0147818

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      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] All-Solid-State Optical-Field-Sensitive Detector for Sub-Nanojoule Pulses Using Metal?Insulator Hybrid Nanostructure2023

    • 著者名/発表者名
      Arai Ko、Okazaki Daiki、Morichika Ikki、Ashihara Satoshi
    • 雑誌名

      ACS Photonics

      巻: 10 号: 6 ページ: 1702-1707

    • DOI

      10.1021/acsphotonics.2c01855

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      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sub-4 nm mapping of donor-acceptor organic semiconductor nanoparticle composition2023

    • 著者名/発表者名
      Persson Ingemar、Laval Hugo、Chambon Sylvain、Bonfante Gwenael、Hirakawa Kazuhiko、Wantz Guillaume、Watts Benjamin、Marcus Matthew A.、Xu Xiaoxue、Ying Lei、Lakhwani Girish、Andersson Mats R.、Cairney Julie M.、Holmes Natalie P.
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 15 号: 13 ページ: 6126-6142

    • DOI

      10.1039/d3nr00839h

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      2022 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Spatially Resolving Electron Spin Resonance of π-Radical in Single-molecule Magnet2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kawaguchi, Katsushi Hashimoto, Toshiyuki Kakudate, Keiichi Katoh, Masahiro Yamashita, and Tadahiro Komeda
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 23 号: 1 ページ: 213-219

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.2c04049

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      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of electron charging and magnetization configuration on the electronic properties of Ni/C<sub>60</sub>/Ni single molecule transistors2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kenji、Hamada Ikutaro、Hirakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 12 ページ: 125001-125001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac9d23

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      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical hysteresis characteristics in photogenerated currents on laser-beam-derived in-plane lateral 1D MoS<sub>2</sub>-Schottky junctions2022

    • 著者名/発表者名
      Kosugi M.、Obata R.、Otsuka K.、Kuroyama K.、Du S.、Maruyama S.、Hirakawa K.、Haruyama J.
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 12 号: 10 ページ: 105210-105210

    • DOI

      10.1063/5.0098198

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      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Janus organic semiconductor nanoparticles prepared by simple nanoprecipitation2022

    • 著者名/発表者名
      Holmes A.、Laval H.、Schmutz M.、Blanc S.、Allouche J.、Watts B.、Wantz G.、Holmes N.P.、Hirakawa K.、Deniau E.、Chambon S.、Lartigau-Dagron C.、Bousquet A.
    • 雑誌名

      Materials Today Chemistry

      巻: 26 ページ: 101229-101229

    • DOI

      10.1016/j.mtchem.2022.101229

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      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Coherent interaction of a-few-electron quantum dot with a terahertz optical resonator”, arXiv, Condensed Matter2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroyama, J. Kwoen, Y. Arakawa, and K. Hirakawa
    • 雑誌名

      arXiv, Condensed Matter

      巻: -

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      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chiral Open-[60]Fullerene Ligands with Giant Dissymmetry Factors2022

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa Yoshifumi、Okamoto Shu、Sadai Shumpei、Murata Yasujiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 号: 41 ページ: 18829-18833

    • DOI

      10.1021/jacs.2c09556

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      2022 実績報告書
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  • [雑誌論文] π-Extended Fullerenes with a Reactant Inside2022

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa Yoshifumi、Fujikawa Nana、Murata Yasujiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 144 号: 51 ページ: 23292-23296

    • DOI

      10.1021/jacs.2c12259

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      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near‐Infrared‐Absorbing Chiral Open [60]Fullerenes2022

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa Yoshifumi、Sadai Shumpei、Okamoto Shu、Murata Yasujiro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 62 号: 2

    • DOI

      10.1002/anie.202215380

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      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical manipulation of electron emission at metal-insulator interface for all-solid-state light phase detector2022

    • 著者名/発表者名
      Arai Ko、Okazaki Daiki、Morichika Ikki、Ashihara Satoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE (Optical Manipulation and Structured Materials Conference)

      巻: 12479 ページ: 23-23

    • DOI

      10.1117/12.2659041

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Even-denominator fractional quantum Hall state in conventional triple-gated quantum point contact2022

    • 著者名/発表者名
      Hayafuchi Yasuaki、Konno Ryota、Noorhidayati Annisa、Fauzi Mohammad Hamzah、Shibata Naokazu、Hashimoto Katsushi、Hirayama Yoshiro
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 2 ページ: 025002-025002

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac4c35

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interaction of water with nitrogen-doped graphene2022

    • 著者名/発表者名
      Abidin Azim Fitri Zainul、Hamada Ikutaro
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.075416

    • NAID

      130008134144

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inherent intensity noise suppression in a mode-locked polycrystalline Cr:ZnS oscillator2022

    • 著者名/発表者名
      Bu Xiangbao、Okazaki Daiki、Ashihara Satoshi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 号: 6 ページ: 8517-8517

    • DOI

      10.1364/oe.453382

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  • [雑誌論文] Direct electric-field reconstruction of few-cycle mid-infrared pulses in the nanojoule energy range2022

    • 著者名/発表者名
      Kugel Tobias、Okazaki Daiki、Arai Ko、Ashihara Satoshi
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 61 号: 4 ページ: 1076-1076

    • DOI

      10.1364/ao.446473

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inelastic Electron Transport and Ortho?Para Fluctuation of Water Molecule in H<sub>2</sub>O@C<sub>60</sub> Single Molecule Transistors2021

    • 著者名/発表者名
      Du Shaoqing、Hashikawa Yoshifumi、Ito Haruka、Hashimoto Katsushi、Murata Yasujiro、Hirayama Yoshiro、Hirakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 21 号: 24 ページ: 10346-10353

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.1c03604

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      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep-nanometer-scale terahertz spectroscopy using a transistor geometry with metal nanogap electrodes2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Ya、Du Shaoqing、Hirakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Light: Advanced Manufacturing

      巻: 2 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.37188/lam.2021.031

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    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vacuum-field-induced THz transport gap in a carbon nanotube quantum dot2021

    • 著者名/発表者名
      Valmorra F.、Yoshida K.、Contamin L. C.、Messelot S.、Massabeau S.、Delbecq M. R.、Dartiailh M. C.、Desjardins M. M.、Cubaynes T.、Leghtas Z.、Hirakawa K.、Tignon J.、Dhillon S.、Balibar S.、Mangeney J.、Cottet A.、Kontos T.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25733-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 単一分子トランジスタ構造を用いた分子レベルのテラヘルツ分光2021

    • 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
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 56 ページ: 1-12

    • NAID

      40022625322

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    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resistively Detected NMR Lineshapes in a Local Filling ν&lt;1 Quantum Hall Breakdown2021

    • 著者名/発表者名
      Fauzi Mohammad H.、Sobue Takeshi、Noorhidayati Annisa、Sato Ken、Hashimoto Katsushi、Hirayama Yoshiro
    • 雑誌名

      physica status solidi (b)

      巻: 259 号: 2 ページ: 2100504-2100504

    • DOI

      10.1002/pssb.202100504

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cage-Expansion of Fullerenes2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Sheng、Hashikawa Yoshifumi、Murata Yasujiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 32 ページ: 12450-12454

    • DOI

      10.1021/jacs.1c05778

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Precise Fixation of an NO Molecule inside Carbon Nanopores: A Long‐Range Electron?Nuclear Interaction2021

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa Yoshifumi、Hasegawa Shota、Murata Yasujiro
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 号: 6 ページ: 2866-2870

    • DOI

      10.1002/anie.202012538

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultrafast rattling motion of a single atom in a fullerene cage sensed by terahertz spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Du Shaoqing、Zhang Ya、Yoshida Kenji、Hirakawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 号: 10 ページ: 105002-105002

    • DOI

      10.35848/1882-0786/abb68e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] エレクトロマイグレーションを用いたナノギャップ電極の作製と単一分子ナノエレクトロニクスへの展開2020

    • 著者名/発表者名
      平川一彦、杜少卿
    • 雑誌名

      日本信頼性学会誌

      巻: 42 ページ: 222-229

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cation recognition on a fullerene-based macrocycle2020

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa Yoshifumi、Murata Yasujiro
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 11 号: 46 ページ: 12428-12435

    • DOI

      10.1039/d0sc05280a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Double-Holed Fullerenes2020

    • 著者名/発表者名
      Hashikawa Yoshifumi、Fushino Teppei、Murata Yasujiro
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 49 ページ: 20572-20576

    • DOI

      10.1021/jacs.0c10676

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultrafast saturable absorption of large-diameter single-walled carbon nanotubes for passive mode locking in the mid-infrared2020

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Daiki、Morichika Ikki、Arai Hayato、Kauppinen Esko、Zhang Qiang、Anisimov Anton、Varjos Ilkka、Chiashi Shohei、Maruyama Shigeo、Ashihara Satoshi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 28 号: 14 ページ: 19997-19997

    • DOI

      10.1364/oe.395962

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Electrical detection of ultrastrong coupling in two-dimensional electron systems by using a quantum point contact2024

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroyama, J. Kwoen, Y. Arakawa, Kazuhiko Hirakawa
    • 学会等名
      ENS-UTokyo Workshop on Physics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron transport in semiconductor nanostructure under ultra-strongly coupled cavity2024

    • 著者名/発表者名
      J. Huang, K. Kuroyama, K. Hirakawa
    • 学会等名
      ENS-UTokyo Workshop on Physics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic energy transfer process in electromigration of metal nanocontacts and its application to studying quantum transport in single molecule transistors2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Tian, S. Du, K. Kuroyama, K. Hashimoto, Y. Hirayama, Yoshifumi Hashikawa, Yasujiro Murata, Kazuhiko Hirakawa
    • 学会等名
      ENS-UTokyo Workshop on Physics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] H2O@C60単一分子トランジスタ中の水分子のオルソ-パラ核スピン異性体間揺らぎ2024

    • 著者名/発表者名
      Tian Yue, 杜 少卿, 黒山 和幸, 橋本 克史, 平山 祥郎, 橋川 祥史, 村田 靖次郎, 平川 一彦
    • 学会等名
      第71回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Sensing single molecules by nanogap electrodes2023

    • 著者名/発表者名
      K. Hirakawa
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Advanced Materials and Devices
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Resistively-detected electron spin resonance measurement of single-layer graphene2023

    • 著者名/発表者名
      K. Kaneta, S. Li, S. Sakai, and K. Hashimoto
    • 学会等名
      Symposium of CRC-GP-MSSP
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrically detected electron spin resonance applied to atomic-layer and single-molecule systems2023

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto, K. Kaneta, Y. Hiraga, S. Li, S. Sakai, R. Kawaguchi, and T. Komeda
    • 学会等名
      16th Superconducting SFQ VLSI Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz carrier dynamics in single molecule transistors2023

    • 著者名/発表者名
      K. Hirakawa, Y. Tian, S. Du, A. Aiba, K. Kuroyama, Y. Hashikawa, Y. Murata, K. Hashimoto, Y. Hirayama
    • 学会等名
      10th International Symposium on terahertz related devices and technologies
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrical Detection of Ultrastrong Coupling between Two-Dimensional Electrons and a Single Terahertz Optical Resonator by Using a Quantum Point Contact2023

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroyama, J. Kwoen, Y. Arakawa, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      The 25th International Conference on the Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical Detection of Ultrastrong Coupling between Two-Dimensional Electrons and a Terahertz Optical Resonator Mode by Using a Quantum Point Contact2023

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroyama, J. Kwoen, Y. Arakawa, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 量子ポイントコンタクトを用いたGaAs2 次元電子と単一テラヘルツ光共振器との超強結合状態の電気的観測2023

    • 著者名/発表者名
      黒山 和幸、權 晋寛、荒川 泰彦、平川 一彦
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] H2O@C60 単一分子トランジスタ中の水分子のオルソ-パラ核スピン異性体間揺らぎ2023

    • 著者名/発表者名
      Tian Yue、杜 少卿、橋川 祥史、村田 靖次郎、橋本 克史、平山 祥郎、平川 一彦
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 単層グラフェンの抵抗検出電子スピン共鳴測定2023

    • 著者名/発表者名
      金田海里、李松田、境誠司、 安東秀、 橋本克之
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Deep-nm scale transistors : novel physics and applications2022

    • 著者名/発表者名
      K. Hirakawa
    • 学会等名
      2022 Spring Semester Interdisciplinary Engineering Seminar, DGIST, Korea
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transport properties and terahertz dynamics of single molecule transistors2022

    • 著者名/発表者名
      K. Hirakawa
    • 学会等名
      24th International Conference on High Magnetic Fields in Semiconductor Physics (HMF-24)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coherent interaction between a gate-defined quantum dot and a terahertz split-ring resonator in the ultrastrong coupling regime2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroyama, J. Kwoen, Y. Arakawa, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      47th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electromigration at nanocontacts of metal species of high-melting temperatures2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Tian, S Du, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      2022 International Conference on Solid State Device and Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elementary process of electromigration at metal nanocontacts: - Joule heating vs kinetic energy transfer -2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Tian, S. Du, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋期学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 単一H2O@C60分子トランジスタの非弾性伝導とテラヘルツ分光2022

    • 著者名/発表者名
      平川 一彦
    • 学会等名
      ハイドロジェノミクス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノギャップ電極と結合した単一 PbS 量子ドットの電気伝導特性2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 政希・阿部 真弓・平川 一彦・大塚 朋廣・Satria Bisri・岩佐 義宏・柴田 憲治
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of electromigration in metal nanocontacts in the diffusive transport regime2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Tian, S. Du, and K. Hirakawa
    • 学会等名
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Observation of the 3/2 state in conventional triple-gated quantum point contact2022

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Hamzah Fauzi, Yasuaki Hayafuchi, Ryota Konno, Annisa Noorhidayati, Naokazu Shibata, Katsushi Hashimoto and YoshiroHirayama
    • 学会等名
      International Conference on the physics of Semiconductors (ICPS)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Properties of Open-Cage Fullerene Derivatives Having a Phosphorus Functional Group2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Hashikawa, Shu Okamoto, and Yasujiro Murata
    • 学会等名
      25th IUPAC International Conference on Physical Organic Chemistry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of Van der Waals forces on water adsorption on metals2022

    • 著者名/発表者名
      T. Koizumi and I. Hamada
    • 学会等名
      The 22nd International Vacuum Congress
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Field Detector for Sub-Nanojoule Pulses using Insulator-Encapsulated Metal Nanostructures2022

    • 著者名/発表者名
      K. Arai, D. Okazaki, I. Morichika, and S. Ashihara
    • 学会等名
      CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS Pacific Rim 2022(CLEO-PR 2022), CMP2B-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] All-Solid-State Optical Field Detector Using Metal-Insulator Hybrid Nanostructures2022

    • 著者名/発表者名
      K. Arai, D. Okazaki, I. Morichika, and S. Ashihara
    • 学会等名
      International Conference on Ultrafast Phenomena, Th1A.3
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical manipulation of electron emission at metal-insulator interface for all-solid-state light phase detector2022

    • 著者名/発表者名
      K. Arai, D. Okazaki, I. Morichika, and S. Ashihara
    • 学会等名
      OPTICS & PHOTONICS International Congress (OPIC) 2022, OMC2-03
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属-誘電体ハイブリッド構造を用いた光電場計測素子の開発2022

    • 著者名/発表者名
      新井滉、岡崎大樹、森近一貴、芦原聡
    • 学会等名
      第69回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ナノギャップ電極を用いたテラヘルツ電場増強と単一分子分光2021

    • 著者名/発表者名
      平川一彦
    • 学会等名
      強光子場科学研究懇談会 2021年度総会・講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hyperfine Mediated Transport in Semiconductor Quantum Structures2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiro Hirayama
    • 学会等名
      The International Symposium on Novel Materials and Quantum Technologies
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Holey Bucky: Synthesis, Structure, Properties, and Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      Yasujiro Murata
    • 学会等名
      Pacifichem 2021: A Creative Vision for the Future
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規赤外レーザーの開発と振動分光への展開2021

    • 著者名/発表者名
      芦原聡
    • 学会等名
      第1回超高速光エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クロム添加カルコゲナイドを用いた中赤外フェムト秒レーザー2021

    • 著者名/発表者名
      芦原聡
    • 学会等名
      第1回Q-LEAP次世代レーザー領域シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クロム系赤外フェムト秒レーザーとその応用2021

    • 著者名/発表者名
      芦原聡
    • 学会等名
      原子・分子・光科学(AMO)討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Observation of four regions in the electromigration process of Ni nanojunctions2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Tian, S. Q. Du, K. Hirakawa
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋期学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GaAs横型量子ドット・テラヘルツ共振器結合系の磁気分光2021

    • 著者名/発表者名
      黒山和幸、權晋寛、荒川泰彦、平川一彦
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MIMプラズモン構造を用いた光電場計測素子の開発2021

    • 著者名/発表者名
      新井滉、岡崎大樹、森近一貴、芦原聡
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Ultra-strong coupling in a hybrid quantum system of a quantum dot and a terahertz split-ring resonator observed by magnetoterahertz photocurrent spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroyama, J. Kwoen, Y. Arakawa, K. Hirakawa
    • 学会等名
      EP2DS-24/MSS-20
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノ構造からの電子放出を用いた光電場計測素子の開発 II2021

    • 著者名/発表者名
      新井滉、岡崎大樹、森近一貴、芦原 聡
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電荷検出器への応用に向けた金属ナノ接合の微細化と伝導特性制御2021

    • 著者名/発表者名
      柴田憲治、佐々木尚人、斉藤大我、大塚朋廣、平川一彦
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] GaAs 2次元電子系に形成した量子ポイントコンタクトにおけるサブバンド間共鳴励起現象の観測2021

    • 著者名/発表者名
      黒山和幸、權晋寛、荒川泰彦、平川一彦
    • 学会等名
      応用物理学会2021年度春季学術講演
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 第21回業績賞(研究業績)受賞記念講演」量子ナノ構造とテラヘルツダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      平川一彦
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤外超高速プラズモニクス-振動分光の新たなプラットフォーム-2021

    • 著者名/発表者名
      芦原聡
    • 学会等名
      第27回ナノオプティクス研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツ共振器によるGaAs2次元電子系量子ホール磁気伝導への反作用の観測2020

    • 著者名/発表者名
      黒山和幸、權晋寛、荒川泰彦、平川一彦
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光電界電子放出を用いたキャリア・エンベロープ位相計測素子の開発2020

    • 著者名/発表者名
      新井滉、岡崎大樹、森近一貴、芦原聡
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金ナノ構造からの電子放出を用いた光電場計測素子の開発2020

    • 著者名/発表者名
      新井滉、岡崎大樹、森近一貴、芦原 聡
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] “半導体量子構造”(分担執筆)「光と物質の量子相互作用ハンドブック」( 監修:荒川泰彦)2023

    • 著者名/発表者名
      平川一彦、太田泰友
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      NTS出版
    • ISBN
      9784860438265
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Quantum Hybrid Electronics and Materials2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirayama, K. Hirakawa, and H. Yamaguchi (editors)
    • 総ページ数
      349
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9811912009
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] “Transport Properties and Terahertz Dynamics of Single Molecules” in Quantum Hybrid Electronics and Materials (Editors Y. Hirayama, K. Hirakawa, and H. Yamaguchi)2022

    • 著者名/発表者名
      S. Du, and K. Hirakawa
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9811912009
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] “Diversity of Hybrid Quantum Systems” in Quantum Hybrid Electronics and Materials (Editors Y. Hirayama, K. Hirakawa, and H. Yamaguchi)2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiro Hirayama
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Springer-Nature
    • ISBN
      9789811912016
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] “Hyperfine-Mediated Transport in a One-Dimensional Channel” in Quantum Hybrid Electronics and Materials (editors Y. Hirayama, K. Hirakawa, and H. Yamaguchi)2022

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Hamzah Fauzi and Yoshiro Hirayama
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      Springer-Nature
    • ISBN
      9789811912016
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] “Microscopic Properties of Quantum Hall Effects” in Quantum Hybrid Electronics and Materials (editors Y. Hirayama, K. Hirakawa, and H. Yamaguchi)2022

    • 著者名/発表者名
      Katsushi Hashimoto, Toru Tomimatsu, and Yoshiro Hirayama
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      Springer-Nature
    • ISBN
      9789811912016
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Transport properties and terahertz dynamics of single molecules in “Quantum Hybrid Electronics and Materials"(印刷中)2022

    • 著者名/発表者名
      S. Q. Du and K. Hirakawa
    • 総ページ数
      29
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 半導体量子ドット中の電子とテラヘルツ電磁波との強結合状態の実現に成功

    • URL

      https://www.iis.u-tokyo.ac.jp/ja/news/4441/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] ナノ構造中のテラヘルツ電磁波と電子の超強結合状態の高感度電気的検出に成功

    • URL

      https://www.iis.u-tokyo.ac.jp/ja/news/4356/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 極微細トランジスタ構造で1個の水分子の量子回転運動の検出に成功

    • URL

      http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/ja/news/3728/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-09-07   更新日: 2024-12-25  

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