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グラフェン/半導体接合からの光励起テラヘルツ波発生とガスセンサー応用

研究課題

研究課題/領域番号 25630149
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪大学

研究代表者

斗内 政吉  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 教授 (40207593)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードグラフェン / テラヘルツ / 表面反応 / ガスセンサー
研究成果の概要

グラフェンを堆積したInP上にフェムト秒パルスレーザーを照射し、発生するテラヘルツ波の波形が、レーザー照射時間によって変化をする事を見いだした。また、このような波形の変化は、雰囲気ガスの種類や紫外光の照射によっても発現する事を確認した。これらの結果は、酸素分子のグラフェンへの吸着によりグラフェンとInPの界面に電気双極子が形成され、その影響でInPの表面バンド構造が変化するためと解釈できる。この現象を利用することでグラフェンへの酸素の吸着状態をイメージング可能であること実証した。この様な現象はテラヘルツ波によるグラフェン薄膜およびデバイスの局所状態評価や、2次元センサーとして展開可能である。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] グラフェン/半導体接合からのテラヘルツ波放射特性とのそのセンサ応用2015

    • 著者名/発表者名
      川山巌、斗内政吉
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 26 ページ: 15-18

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Imaging molecular adsorption and desorption dynamics on graphene using terahertz emission spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Sano, I. Kawayama, M. Tabata, K. A. Salek, H. Murakami, M. Wang, R. Vajtai, P. M. Ajayan, J. Kono, and M. Tonouchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep06046

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Surface Carrier Recombination of Optically Excited Silicon using Terahertz Time-Domain Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      K. A. Salek, K. Takayama, I. Kawayama*, H. Murakami, M. Tonouchi
    • 雑誌名

      Terahertz Science and Technology

      巻: 7 ページ: 100-107

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scanning laser terahertz near-field imaging system2012

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Serita
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 号: 12 ページ: 12959-12965

    • DOI

      10.1364/oe.20.012959

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Measuring Photo-oxidation Effect in WS2 Nanosheets using Laser Terahertz Emission Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Jofferson Gonzales, F.R. Bagsican, Iwao Kawayama, Hironaru Murakami, A. Winchester, S. Ghosh, S. Talapatra, Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ時間領域分光法によるグラフェンの光学伝導度の基板及び温度依存性2015

    • 著者名/発表者名
      川野慎也, 大城誠, 川山巌, 村上博成, james alled, Minjie Wang, 河野純一郎, Robert Vajtal, Pulickel M. Ajayan, 斗内政吉
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Laser THz Emission Spectroscopy of Gas Adsorption-Desorption Dynamics in Graphene2015

    • 著者名/発表者名
      Filchito Renee Bagsican, Iwao Kawayama, Andrew Winchester, Sujoy Ghosh, Minjie Wang, Hironaru Murakami, Robert Vajtai, Pulickel Ajayan, Junichiro Kono, Saikat Talapatra and Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      Optical Terahertz Sciences and Technology conference
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Infrared-Induced Photo-Oxidation in WS2 Nanosheets Observed using Laser Terahertz Emission Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Filchito Renee Bagsican, Iwao Kawayama, Hironaru Murakami, Andrew Winchester, Sujoy Ghosh, Saikat Talapatra and Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      Optical Terahertz Sciences and Technology conference
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Visualizing the distribution of molecular adsorbates on graphene using a laser terahertz emission microscope2014

    • 著者名/発表者名
      I. Kawayama, Y. Sano, M. Tabata, K. Salek, M. Murakami, M. Wang, R. Vajtai, J. Kono, P. M. Ajayan and M. Tonouchi
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Surface Science
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz emission from semi-insulating InP surface coated with WS2 nanosheets prepared by liquid phase exfoliation2014

    • 著者名/発表者名
      F.R. Bagsican, I. Kawayama, H. Murakami, A. Winchester, S. Ghosh, S. Talapatra, M. Tonouchi
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Surface Science
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] THz emission properties from InP wafers covered with graphene excited with fs optical pulses2014

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      Ultrafast Phenomena at the Nanoscale
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Monitoring of molecular adsorption and desorption dynamics on graphene using terahertz emission2014

    • 著者名/発表者名
      I. Kawayama, Y. Sano1, M. Tabata, K. Salek, M. Murakami1, M. Wang, R. Vajtai, J. Kono, P. M. Ajayan and M. Tonouchi
    • 学会等名
      4th EOS Topical Meeting on Terahertz Science & Technology
    • 発表場所
      Hotel Cenobio dei Dogi, Camogli, Italy
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz time-domain spectroscopy of large-area graphene on various substrates2014

    • 著者名/発表者名
      Iwao Kawayama , Makoto Ohshiro , Yuki Sano , Hironaru Murakami , James Allred , Minjie Wang , Junichiro Kono , Robert Vajtai , Pulickel Ajayan , Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      APS March meeting 2014
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Gase sensing using on terahertz emissions from graphene-coated InP surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Tonouchi, Iwao Kawayama, Yuki Sano, Khandoker Abu Salek, Hironaru, Murakami, Mika Tabata, Minjie Wang, Robert Vajtai, Junichiro Kono, Pulickel M. Ajayan
    • 学会等名
      APS March meeting 2014
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Terahertz Emission From Graphene-Coated InP (100) Surface2013

    • 著者名/発表者名
      Iwao Kawayama, Yuki Sano, Khandoker Abu Salek, Masayoshi Tonouchi, Mika Tabata, Minjie Wang, Robert Vajtai, Junichiro Kono, Pulickel M. Ajayan
    • 学会等名
      MRS Fall meeting 2013
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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