集積化可能な超高速カーボンナノチューブ発光素子開発

• 研究課題/領域番号: 23686055
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 牧 英之 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (10339715)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 27,040千円 (直接経費: 20,800千円、間接経費: 6,240千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2011年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 光デバイス・光回路 / カーボンナノチューブ / 発光素子 / 半導体 / 光集積回路 / 光・電子集積回路 / 光通信

研究概要

本研究では、カーボンナノチューブ用いて超高速・超小型の発光素子を開発することを目的としている。ここでは、半導体でのエレクトロルミネッセンス発光素子および黒体放射による発光素子について検討した。エレクトロルミネッセンス発光素子および黒体放射素子では、その発光機構の解明およびデバイス構造最適化による高速発光素子の作製に成功した。また、光通信測定では、微弱光下での測定系作製に成功した。また、微小共振器を用いて、発光の狭線幅化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] An electrically- driven, ultra-high-speed, on-chip light emitter based on carbon nanotubes (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Mori, Yohei Yamauchi, Satoshi Honda, Hideyuki Maki
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 14(6) 号: 6 ページ: 3277-3283
  • DOI: 10.1021/nl500693x
  • 査読あり
• [雑誌論文] シリコンチップ上・超小型カーボンナノチューブ発光素子 (2014)
  • 著者名/発表者名: 牧英之
  • 雑誌名: 化学工業 巻: 5月号, 65巻, 5号 ページ: 360-365
• [雑誌論文] An electrically-driven, ultra-high-speed, on-chip light emitter based on carbon nanotubes (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Mori, Yohei Yamauchi, Satoshi Honda, Hideyuki Maki
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrically driven, narrow-linewidth blackbody emission from carbon nanotube microcavity devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Masanori Fujiwara, Daiju Tsuya, and Hideyuki Maki
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 103 号: 14 ページ: 143122-143122
  • DOI: 10.1063/1.4824207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coulomb blockade phenomenon in ultra-thin gold nanowires (2012)
  • 著者名/発表者名: Hoel Guerin, Masanori Yoshihira, Hiroaki Kura, Tomoyuki Ogawa, Tetsuya Sato, and Hideyuki Maki
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 111 号: 5
  • DOI: 10.1063/1.3689844
  • 査読あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブ薄膜からの黒体放射発光とエレクトロルミネッセンスの観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山内陽平、牧英之
  • 雑誌名: 日本電子材料技術協会会報 巻: 42 ページ: 22-25
• [学会発表] 半導体カーボンナノチューブ薄膜を用いた微小・高速発光素子 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木祐司、牧英之
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 相模原市
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] 単層カーボンナノチューブを用いた通信波長帯域での単一光子生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤匠、早瀬潤子、牧英之
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 相模原市
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] Telecom-Wavelength Photoluminescence from Single–Walled Carbon Nanotube for Single Photon Emission (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, J. Ishi-Hayase, H. Maki
  • 学会等名: The 12^<th> Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2013-07-16
• [学会発表] Light emitter based on purified semiconducting Single-walled carbon nanotube films (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, H. Maki
  • 学会等名: The 12^<th> Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2013-07-16
• [学会発表] Light emitter based on purified semiconducting single walled carbon nanotube films (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, H. Maki
  • 学会等名: Fourteenth International Conference on the Science and Applications of Nanotubes
  • 発表場所: Finland
  • 年月日: 2013-06-26
• [学会発表] Carbon nanotube based ultra-high-speed blackbody emitters (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Maki, T. Mori, Y. Yamauchi, S. Honda
  • 学会等名: Fourteenth International Conference on the Science and Applications of Nanotubes
  • 発表場所: Finland
  • 年月日: 2013-06-26
• [学会発表] Carbon nanotube based ultra-high-speed blackbody emitters (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Maki, T. Mori, Y. Yamauchi
  • 学会等名: The Fourteenth International Conference on the Science and Applications of Nanotubes
  • 発表場所: Espoo, Finland
• [学会発表] Light emitter based on purified semiconducting single walled carbon nanotube films (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, H. Maki
  • 学会等名: The Fourteenth International Conference on the Science and Applications of Nanotubes
  • 発表場所: Espoo, Finland
• [学会発表] Light emitter based on purified semiconducting Single - walled carbon nanotube films (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, H. Maki
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Makuhari, Japan
• [学会発表] Telecom - Wavelength Photoluminescence from Single - Walled Carbon Nanotube for Single Photon Emission (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Endo, J. Ishi-Hayase, H. Maki
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Makuhari, Japan
• [学会発表] Narrow Linewidth Carbon Nanotube Blackbody Emitter with a Microcavity (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Fujiwara, D. Tsuya, and H. Maki
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM 2012)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] 超伝導光子検出器に向けた架橋カーボンナノチューズ上のNbNナノワイヤー (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本孝幸, 三木則尚, 牧英之
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] グラフェンを用いた超高速黒体放射発光素子
  • 著者名/発表者名: 横井 智哉, 高山 雄介, 森 達也, 津谷 大樹, 牧 英之
  • 学会等名: 第44回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
• [学会発表] Narrow Linewidth Carbon Nanotube Blackbody Emitter with a Microcavity
  • 著者名/発表者名: Masanori Fujiwara, Daiju Tsuya, andHideyuki Maki
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM 2012)
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）