• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

極低温THz近接場顕微鏡を用いた微小回路エネルギー散逸の観察

研究課題

研究課題/領域番号 21K04874
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関東京大学

研究代表者

林 冠廷  東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (70772309)

研究期間 (年度) 2024-01-17 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード近接場光学顕微技術 / THz顕微技術 / ナノ熱計測 / 近接場顕微技術 / THz光学系 / ナノサーモグラフィー
研究開始時の研究の概要

To improve the SNR of passive THz s-SNOM, reducing the huge background radiation is one of the solutions. The main source of the background radiation is the 300 K plank radiation from samples and environment. Therefore, cooling down the optics and scanning probe microscope to 4.2 K is an efficient method to reduce Plank radiation in THz region. The THz near-field signal excited in non-equilibrium state is expected to be easily extracted, and the SNR will be improved. The low-temperature THz s-SNOM is expected to study the energy dissipation in device and mesoscopic transport in novel material.

研究実績の概要

After improving the confocal optics and introducing tip-height modulation in the low-temperature passive THz s-SNOM system, the acquisition time of near-field detection improved to 3 s from 10 s. The near-field signals observed on the NiCr can be explained by the electromagnetic evanescent fields induced by the thermal random motion of the conduction electrons.
To study the energy dissipation in graphene devices, a potential material for carbon-based electronic devices due to its ultrahigh electrical and thermal conductivity, I fabricated narrow constricted graphene devices using electron beam lithography. The CVD-grown monolayer graphene was transferred to a silica substrate. With the room-temperature passive THz s-SNOM, I measured the evanescent fields induced by excess current. The near-field signals strongly appeared in the narrow wire region with a 1 μm width. The electrons obtained large electrical energy in the narrow region due to the high electric field. The near-field signals on graphene belong to the current-induced thermal fluctuating EM evanescent fields due to the high current density, and can be explained by the fluctuation-dissipation theorem. Furthermore, a gradually diffusive thermal dissipation appears on the anode side of the wide graphene region, which is considered as an electron-phonon relaxation process.

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 11件)

  • [雑誌論文] Development of a cryogenic passive-scattering-type near-field optical microscopy system2023

    • 著者名/発表者名
      Lin Kuan-Ting、Weng Qianchun、Kim Sunmi、Komiyama Susumu、Kajihara Yusuke
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 94 号: 2 ページ: 023701-023701

    • DOI

      10.1063/5.0133575

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Passive dual-probe near-field microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Sakuma, Yoshiki Nagai, Hitomi Nakajima, Kuan-Ting Lin, Yusuke Kajihara
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 93 (11) 号: 11 ページ: 113708-113708

    • DOI

      10.1063/5.0116419

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Passive near-field imaging via grating-based spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Sakuma R.、Lin K.-T.、Kim S.、Kimura F.、Kajihara Y.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 93 号: 1 ページ: 013704-013704

    • DOI

      10.1063/5.0059498

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] パッシブ共鳴波長近傍におけるパッシブ近接場計測モデル2023

    • 著者名/発表者名
      佐久間涼子,林冠廷,梶原優介
    • 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] Nanoscale temperature mapping of operating CVD graphene device by passive near-field optical microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Kuan-Ting Lin, Masaki Shinomiya, Ryoko Sakuma, and Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The passive analysis of the thermally excited evanescent waves on SiC and GaN2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Sakuma, Kuan-Ting Lin, Fuminobu Kimura, Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale heat analysis with a dual-probe type passive near-field microscope2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Nagai, Hitomi Nakajima, Ryoko Sakuma, Kuan-Ting Lin, Fuminobu Kimura, Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Signal-to-noise ratio improvement of low-temperature passive near-field optical microscope using a tip-height modulation method2022

    • 著者名/発表者名
      Kuan-Ting Lin, Qianchun Weng, Sunmi Kim, Susumu Komiyama and Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      47th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-field analysis of the thermally excited evanescent waves on GaN2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Sakuma, Kuan-Ting Lin, Fuminobu Kimura, Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      47th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-field spectroscopic measurement of thermally excited evanescent waves2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Sakuma, Kuan-Ting Lin, Fuminobu Kimura, Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      euspen’s 22nd International Conference & Exhibition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] デュアルプローブ型パッシブ近接場顕微鏡を用いたナノスケール熱伝導測定2022

    • 著者名/発表者名
      長井紀樹,佐久間涼子,林冠廷,木村文信,梶原優介
    • 学会等名
      2022年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] パッシブ型近接場光顕微鏡を用いた電圧印加グラフェンのエネルギー散逸の観察2022

    • 著者名/発表者名
      林冠廷,四宮雅貴,佐久間涼子,梶原優介
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GaN上近接場減衰曲線に基づくパッシブ近接場散乱モデル2022

    • 著者名/発表者名
      佐久間涼子,林冠廷,木村文信 ,梶原優介
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 4K環境におけるNiCr薄膜配線上の熱励起THzエバネッセント波の分析2022

    • 著者名/発表者名
      林冠廷,翁銭春,金鮮美,小宮山進,梶原優介
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GaN上熱励起エバネッセント波のパッシブ近接場計測2022

    • 著者名/発表者名
      佐久間涼子,林冠廷,木村文信 ,梶原優介
    • 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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] デュアルプローブ型パッシブ近接場計測の基礎検証2022

    • 著者名/発表者名
      長井紀樹,佐久間涼子,中島瞳,林冠廷,木村文信,梶原優介
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 低温THz近接場顕微鏡による金属膜上の熱励起エバネッセント波の観察2021

    • 著者名/発表者名
      林冠廷,翁銭春,金鮮美,小宮山進,梶原優介
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱励起エバネッセント波の近接場分光イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      佐久間涼子,林冠廷,金鮮美,木村文信 ,梶原優介
    • 学会等名
      第82回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Near-field spectroscopy for the thermally excited evanescent waves2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Sakuma, Kuan-Ting Lin, Fuminobu Kimura, Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      29th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale probing of thermally excited evanescent waves on an electrically stimulated graphene with thermal near-field microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Shinomiya, Zhang Hao, Kuan-Ting Lin, Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (EM21)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] THz spectroscopic near-field measurement for nanoscale thermal evanescent waves2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Sakuma, Kuan-Ting Lin, Sunmi Kim, Fuminobu Kimura, Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century (EM21)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sample size-dependence of thermal evanescent fields in electrically biased graphene devices2021

    • 著者名/発表者名
      Kuan-Ting Lin, Hao Zhang, Masaki Shinomiya, and Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      46th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-Infrared Passive Near-field Spectroscopic Imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Sakuma, Kuan-Ting Lin, Sunmi Kim, Fuminobu Kimura, Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      46th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi