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2019 年度 研究成果報告書

ゲート誘起キャリアを利用した単一カーボンナノチューブの光物性制御と光電変換

研究課題

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研究課題/領域番号 16H05962
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

加藤 雄一郎  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (60451788)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードナノチューブ・グラフェン / 光物性 / ナノ構造物性 / ナノ物性制御 / ナノマイクロ物理
研究成果の概要

単一の架橋カーボンナノチューブを組み込んだデバイスを用いて、ゲート誘起キャリアを利用した光物性制御と光電変換の手法実証に取り組んだ。分割ゲート式ダイオードにより冷たい励起子の電界発光が得られることを実証し、架橋型電界効果トランジスターにより励起子-キャリア相互作用に対する分子遮蔽効果についての知見を得た。空気分子吸着による遮蔽効果を活用して全光メモリの動作を実証したほか、微小光共振器との光結合制御も実現した。有機分子吸着により、さらに大きな遮蔽効果が得られ、また、キャリアを誘起してトリオンが生成できることも示した。

自由記述の分野

光物性・ナノデバイス物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

加熱の影響が無視できる状況でカーボンナノチューブの電界発光が実現できることを初めて示すことができた。また、キャリアと吸着分子による複雑な遮蔽効果を紐解き、物性を制御して応用するための基礎的な知見を得ることができた。これらの成果は、シリコン基板上の電気駆動のナノスケール光源や高密度で集積可能な光メモリなど、ナノスケールのフォトニクスへの応用が期待される。

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公開日: 2021-02-19  

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