カーボンナノチューブ量子ドットと電磁波の相互作用に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19101006
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 石橋 幸治 独立行政法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 主任研究員 (30211048)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: カーボンナノチューブ / 量子ドット / 単電子トランジスタ / テラヘルツ / テラヘルツ光アシストトンネル

研究概要

カーボンナノチューブ量子ドットの超高感度電荷計としての特徴、人工原子としてのエネルギースケールがその微細性を反映してテラヘルツ領域にあることに着目し、テラヘルツ波との相互作用を調べた。その結果、単一量子ドットにおいてテラヘルツ光アシストトンネル(THzPAT)を観測した。2重量子ドットをゲートを用いて作製するプロセスを開発し、THzPATに関する予備的な結果を得た。さらに、GaAs/AlGaAs2次元電子ガス基板上に作製したカーボンナノチューブ単電子トランジスタを用いた新たなTHz検出メカニズムを発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluating the performance of the quantum point contacts as nanoscale teraherz sensors (2010)
  • 著者名/発表者名: Jungwoo. Song, Gregory Aizin, Yukio Kawano, Koji Ishibashi, Nobuyuki Aoki, Yuichi Ochiai, John L. Reno, and Jonathan P. Bird
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.18, No.5 ページ: 4609-4614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz sensing with a carbon nanotube/two-dimensional electron gas hybrid transistor (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukio Kawano, Takao Uchida, and Koji Ishibashi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 95 ページ: 083123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz photon-assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano, T. Fuse, S. Toyokawa, T. Uchida, K. Ishibashi
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 103 ページ: 034307
  • 査読あり
• [雑誌論文] An on-chip near-field terahertz probe and detector (2008)
  • 著者名/発表者名: Yukio Kawano and Koji Ishibashi
  • 雑誌名: Nature Photonics 巻: 2 ページ: 618-621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial atom and quantum teraherz response in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, T. Yamaguchi
  • 雑誌名: J. Phys : Condensed Matter, a special issue 巻: 20 ページ: 454205(1-5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-highly sensitive terahertz detection using carbon-nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano, T. Fuse, and K. Ishibashi
  • 雑誌名: International Journal of High Speed Electronics and Systems 巻: 17 ページ: 567-570
  • 査読あり
• [学会発表] Carbon nanotubes and graphenes for building blocks of nanodevices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, S. Moriyama, T. Fuse and T. Yamaguchi(Keynote Lecture)
  • 学会等名: 11th Edition of the "Trends in NanoTechnology" International Conference(TNT2010)
  • 発表場所: Braga, Portugal
  • 年月日: 20100906-10
• [学会発表] Carbon nanotubes and semiconductor nanowires for building blocks of quantum nanodevices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, S. Y. Huang, T. Nishio,(Selected Poster Presentation)
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Nanostructure Fabrication
  • 発表場所: Tilton School, Tilton, NH, USA
  • 年月日: 20100719-24
• [学会発表] Carbon nanotubes and semiconductor nanowires for building blocks of quantum nanodevices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, S. Y. Huang, T. Nishio(invited)
  • 学会等名: International Workshop on Physics of Micro and Nano Scale Systems
  • 発表場所: Ystad, Sweden
  • 年月日: 20100620-24
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and their molecular scale nanostructures (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi and A. Hida(invited)
  • 学会等名: The 37^<th> International Symposium on Compound Semiconductors(ISCS2010)
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
  • 年月日: 20100531-0604
• [学会発表] Quantum dots in carbon nanotube and their molecular scale nanostructures (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, H. Tabata(invited)
  • 学会等名: International Symposium on Quantum Nanostructures and Spin-related Phenomena(QNSP2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20100309-11
• [学会発表] Carbon nanotubes and semiconductor nanowires for building block of quantum nanodevices (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, H. Hida, H. Tabata, T. Nishio, S. Y. Huang, M. Shimizu
  • 学会等名: 2010 International RCIQE/CREST Joint Workshop
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20100301-02
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and molecular scale nanostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, H. Hida, H. Tabata, Y. Kawano, and T. Yamaguchi(invited)
  • 学会等名: RIKEN/LUND/HARVARD Joint Symposium on Nanoengineering and Functional Materials
  • 発表場所: Wako, Japan
  • 年月日: 20091116-17
• [学会発表] Carbon nanotube quantum dots and nanostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, A. Hida, H. Tabata, Y. Kawano and T. Yamaguchi(invited)
  • 学会等名: Frontiers in Nanoscale Science and Technology(FNST2009)
  • 発表場所: Harvard University, Boston, USA
  • 年月日: 20090529-31
• [学会発表] Near-field terahertz detection on one chip (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano and K. Ishibashi
  • 学会等名: International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2009
  • 発表場所: Santa Barbara, USA
  • 年月日: 20090307-11
• [学会発表] Highly Sensitive and Frequency-Tunable THz Detector Using Carbon Nanotube Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawano, T. Fuse, S. Toyokawa, T. Uchida, and K. Ishibashi
  • 学会等名: 33rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
  • 発表場所: Pasadena, USA
  • 年月日: 20080915-19
• [学会発表] Quantum-dot devices with carbon nanotubes and Si nanowires (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, S. Y. Huang, N. Fukata, and T. Yamaguchi(invited)
  • 学会等名: International Baltic Sea Region conference "Functional materials and nanotechnologies(FMNT08)" The conference is devoted to 30th anniversary of Institute of Solid State Physics
  • 発表場所: University of Latvia., Riga, Latvia
  • 年月日: 20080401-04
• [学会発表] THz photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, and T. Yamaguchi(invited)
  • 学会等名: 2008 RCIQE International Seminar on Advanced Semiconductor Materials and Devices
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 20080303-04
• [学会発表] THz photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi(invited)
  • 学会等名: 8th Japan-Sweden QNANO workshop
  • 発表場所: Lund, Sweden
  • 年月日: 20071213-14
• [学会発表] Artificial atom in carbon nanotube quantum dots and its THz response (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, Y. Kawano, T. Fuse, and S. Toyokawa(invited)
  • 学会等名: 15^<th> Annual International Conference on Composite/Nanoengineering
  • 発表場所: Haikou, Hainan, China
  • 年月日: 20070715-21
• [学会発表] THz Photon assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Ishibashi, Y. Kawano, T. Fuse, and S. Toyokawa(invited)
  • 学会等名: QTNH2007 International Workshop on THz-Related Phenomena in Semoconductor Nanostructures
  • 発表場所: Chiba, Japa
  • 年月日: 2007-07-28
• [図書] Nanoelectronics, Nanofabrication Handbook (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Ishibashi
  • 出版者: CRC Press
• [図書] カーボンナノチューブ・グラフェンハンドブック (2011)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治
  • 出版者: コロナ社
• [図書] 基礎からわかるナノデバイス (2011)
  • 著者名/発表者名: 青柳克信、石橋幸治、高柳英明、中ノ勇人、平山祥郎
  • 出版者: コロナ社
• [図書] ナノカーボンハンドブック, 3章3節2項3.CNTによるナノデバイス (2007)
  • 著者名/発表者名: 石橋幸治
  • 総ページ数: 327-334
  • 出版者: エヌティーエス
• [産業財産権] テラヘルツ光検出装置とその検出方法 (2008)
  • 発明者名: 河野行雄、石橋幸治
  • 権利者名: 理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許、特願2008-222980
  • 出願年月日: 2008-09-01