高輝度フォトカソード電子源の高効率化とコヒーレンスの応用

• 研究課題/領域番号: 22740157
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 桑原 真人 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 特任講師 (50377933)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 加速器 / 半導体光物性 / 量子スピン / 量子デバイス

研究概要

NEA光陰極として、ワイドバンドギャップ半導体を採用する事で、高効率化と高い耐久性を実現した。活性層厚100nmのInGaN-GaN超格子において1. 5%を越える量子効率を得る事に成功し、従来型が0. 1%程度であるのに対して1桁大きい効率を得る事に成功した。また、NEA-GaNではN2大気圧暴露を行った後でも電子放出が可能であり、従来型GaAs光陰極に比べて十分に高い耐久性を有する事が証明された。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Spin-Polarized and Pulsed TEM (2012)
  • 著者名/発表者名: M Kuwahara, F. Ichihashi, S. Kusunoki, Y Takeda, K Saitoh, T Ujihara, H Asano, T. Nakanishi, N Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser
  • NAID: 130007640949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mean Transverse Energy Measurement of Negative Electron Affinity GaAs-Based Photocathode (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuba, Y. Honda, X. G. Jin, T. Miyajima, M. Yamamoto, T. Uchiyama, M. Kuwahara, Y. Takeda
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: Vol.51 ページ: 46402-46402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Spin-Polarized and Pulsed TEM (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Kuwahara
  • 雑誌名: Journal of Physics 巻: (掲載確定)(未定)
  • NAID: 130007640949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mean Transverse Energy Measurement of Negative Electron Affinity GaAs-Based Photocathode (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Matduba
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 51 号: 4R ページ: 46402-46402
  • DOI: 10.1143/jjap.51.046402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dark lifetime degradation of GaAs photo-cathode at higher temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kuriki, C. Shonaka, H. Iijima, D. Kubo, H. Okamoto, H. Higaki, K. Ito, M. Yamamoto, T. Konomi, S. Okumi, M. Kuwahara, T. Nakanishi
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth 巻: A637
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of spin-polarized transmission electron microscope (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kuwahara, Y. Takeda, K. Saitoh, T. Ujihara, H. Asano, T. Nakanishi, and N Tanaka
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser 巻: 298 ページ: 12016-12016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a 500-kV photocathode DC gun for ERLs (2011)
  • 著者名/発表者名: N Nishimori, R Nagai, M Yamamoto, Y Honda, T Miyajima, H Iijima, M Kuriki, M Kuwahara, S Okumi, T Nakanishi, and R Hajima
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser 巻: 298 ページ: 12005-12005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dark-lifetime degradation of GaAs photo-cathode at high temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Kuriki
  • 雑誌名: Nucl.Instrum.Meth. 巻: A637 号: 1 ページ: S87-S90
  • DOI: 10.1016/j.nima.2010.02.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of spin-polarized transmission electron microscope (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Kuwahara
  • 雑誌名: Journal of Physics 巻: 298 ページ: 12016-12016
  • DOI: 10.1088/1742-6596/298/1/012016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a 500-kV photocathode DC gun for ERLs (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Nishimori
  • 雑誌名: Journal of Physics 巻: 298 ページ: 12005-12005
  • DOI: 10.1088/1742-6596/298/1/012005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a 500-kV Photo-Cathode DC Gun for ERLs (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Nishimori
  • 雑誌名: Journal of Physics 巻: (掲載確定 未定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single charge detection of an electron created by a photon in a g-factor engineered quantum dot (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Kuwahara
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-voltage testing of a 500-kV dc photocathode electron gun (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Nagai
  • 雑誌名: Review of Science Instruments 巻: 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single electron spin resonance in a g-factor controlled semiconductor quantum dot (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kutsuwa
  • 雑誌名: Physics E-Low Dimensional System & Structure 巻: 42 ページ: 821-824
  • 査読あり
• [学会発表] Injection system of spin-polarized transmission microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Kuwahara
  • 学会等名: International Symposium on EcoTopia Science 2011
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-12-11
• [学会発表] Injection system of spin-polarized transmission microscopy (2011)
  • 学会等名: International Symposium on EcoTopia Science
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Development of Spin-polarized and Pulsed TEM (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Kuwahara
  • 学会等名: Electron Microscopy and Analysis Group Conference 2011
  • 発表場所: Birmingham, UK
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Development of spin-polarized and pulsed TEM (2011)
  • 学会等名: Electron Microscopy and Analysis Group Conference
  • 発表場所: Birmingham UK
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] スピン偏極パルスTEM用電子源と照射系の開発 (2011)
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第67回学術講演会
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] スピン偏極パルスTEM用電子源と照射系の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 桑原真人
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第67回学術講演会
  • 発表場所: 福岡,日本
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] Superlattice photocathode development for low emittance (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Kuwahara
  • 学会等名: Photocathode Physics for Photoinjectors (P3 Workshop)
  • 発表場所: 米国・ブルックヘブン国立研究所
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] Development of spin-polarized transmission microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Kuwahara
  • 学会等名: Workshop on Sources of Polarized Leptons and High Brightness Electron Beam (PESP2010)
  • 発表場所: ドイツ・ボン
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] Pulsed spin-polarized electron source toward a transmission electron microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Kuwahara
  • 学会等名: 17^<th> International Microscopy Congress (IMC17)
  • 発表場所: ブラジル・リオデジャネイロ
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] スピン偏極パルスTEM用電子源の特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 桑原真人
  • 学会等名: 電子顕微鏡学会
  • 発表場所: 日本・名古屋
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] Super lattice photocathode development for low emittance (2010)
  • 学会等名: Photocathode Physics for Photo in jectors, Brookhaven National Laboratory
  • 発表場所: NY, USA
• [学会発表] Pulsed spin-polarized electron source toward a transmission electron microscope (2010)
  • 学会等名: 17th International Microscopy Congress 17th(IMC17)
  • 発表場所: Rio De Janeiro, Brazil
• [学会発表] Development of spin-polarized transmission microscope (2010)
  • 学会等名: Workshop on Sources of Polarized Leptons and High Brightness Electron Beam(PESP2010)
  • 発表場所: Bonn, Germany
• [学会発表] スピン偏極パルスTEM用電子源の特性評価 (2010)
  • 学会等名: 日本電子顕微鏡学会2010
  • 発表場所: Nagoya, Japan