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2012 年度 実績報告書

2次元時間領域テラヘルツ分光法の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 23655004
研究機関筑波大学

研究代表者

服部 利明  筑波大学, 数理物質系, 教授 (60202256)

キーワード2次元分光 / テラヘルツ / タンパク質 / 不均一分布 / 非線形結合
研究概要

2次元時間領域テラヘルツ分光法の開拓にむけて,以下の3点の研究をおこない,それぞれ十分な成果を得た。
前年度の成果として,古典的振動子に対する2次元分光時間領域テラヘルツ分光の信号の表式と,均一分布の単一モード系に対する時間領域信号の計算をおこなった。この結果をもとにして,不均一広がりを持つ単一モード系,非線形に結合した2モード系のそれぞれに対して,2次および3次の非線形光学過程それぞれについて,非調和性による非線形性と非線形分極による非線形の2つの場合に対して,時間領域およびそれを2次元フーリエ変換して得られる周波数領域のスペクトルを,さまざまな値のパラメータに対して計算し,一覧表を作成した。これにより,対象とする系の様々な性質が,2次元スペクトルに,どのように表れるのかが,一目で理解できるようになった。2次元分光のデータは一般に非常に複雑であり,そこから有用な情報を得ることは容易ではないことが多いが,このようなデータベースを用意しておくことで,解析が容易にできるようになる。
2次元テラヘルツ分光の対象として重要であるタンパク質の線形なテラヘルツ分光測定をおこない,おもにその水和に関して幅広い情報を得た。タンパク質の生体中での機能や,タンパク質に対する様々な操作はおもに水中でおこなわれ,その機能や性質の発現にはタンパク分子周囲の水分子の振舞いが深くかかわっているが,テラヘルツ分光はその超高速ダイナミクスについて,最も直接的に情報を得ることのできる実験手法である。高精度テラヘルツ分光測定装置の開発を行い,それにより,タンパク質分子の水和分子数や,イオンなどによるその変化を観測することに初めて成功した。
高温超伝導体からのテラヘルツ波発生の機構解明のために,3角形状の発生素子結晶を作製し,それにより広帯域の周波数可変性を実現した。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Tunable terahertz emission from the intrinsic Josephson junctions in acute isosceles triangular Bi2Sr2CaCu2O8+δ mesas2013

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari, H. Asai, M. Tsujimoto, T. Kashiwagi, T. Kitamura, T. Yamamoto, M. Sawamura, K. Ishida, C. Watanabe, S. Sekimoto, H. Minami, M. Tachiki, R. A. Klemm, T. Hattori, and K. Kadowaki
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 21 ページ: 2171-2184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz imaging system using high-Tc superconducting oscillation devices2012

    • 著者名/発表者名
      M. Tsujimoto
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 111 ページ: 123111

    • DOI

      10.1063/1.4729799

    • 査読あり
  • [雑誌論文] THz emission from a triangular mesa structure of Bi-2212 intrinsic Josephson junctions2012

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 雑誌名

      J. Phys.: Conf. Ser.

      巻: 400 ページ: 022014

    • DOI

      doi:10.1088/1742-6596/400/2/022014

    • 査読あり
  • [学会発表] THz-TDSでみたタンパク質水溶液中の水和水に対する塩の影響2013

    • 著者名/発表者名
      青木克仁
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      神奈川工科大,厚木
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] テラヘルツ分光を用いたポリエチレングリコール水溶液の水和観測2013

    • 著者名/発表者名
      畑隆介
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      神奈川工科大,厚木
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] Powerful and Tunable Terahertz Radiation in Mesa Structures of Bi2212 Intrinsic Josephson Junctions2013

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 学会等名
      日本物理学会 第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学,広島
    • 年月日
      20130326-20130329
  • [学会発表] Terahertz spectroscopy for hydration study2013

    • 著者名/発表者名
      T. Hattori
    • 学会等名
      AnalytiX-2013
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      20130321-20130323
    • 招待講演
  • [学会発表] High Temperature Superconducting Terahertz Emitters with Various Mesa Structures2013

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari, M. Tsujimoto, T. Kashiwagi, H. Asai, T. Kitamura, T. Yamamoto, M. Sawamura, K. Ishida, C. Watanabe, S. Sekimoto, H. Minami, M. Tachiki, T. Hattori, R. A. Klemm, and K. Kadowaki
    • 学会等名
      APS March Meeting 2013
    • 発表場所
      Baltimore, MD, USA
    • 年月日
      2013-03-22
  • [学会発表] Terahetz radiation in various shapes of intrinsic Josephson junctios mesas in superconducting Bi22122012

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 学会等名
      25th International Symposium on Superconductivity
    • 発表場所
      Funabori, Tokyo
    • 年月日
      20121203-20121205
  • [学会発表] Broadly Tunable Terahertz Wave Radiation in Acute Isosceles Triangular Mesas of Superconducting Bi2Sr2CaCu2O8+δ Intrinsic Josephson Junctions2012

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 学会等名
      FTT 2012
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 年月日
      20121127-20121129
  • [学会発表] THz-TDSによるタンパク質‐塩水溶液中での水和の研究2012

    • 著者名/発表者名
      青木克仁
    • 学会等名
      シンポジウム テラヘルツ分光法の最先端 VI
    • 発表場所
      筑波大学,つくば
    • 年月日
      20121025-20121026
  • [学会発表] Broadband terahertz wave radiation in various geometries of mesa structures in superconducting Bi2Sr2CaCu2O8+d intrinsic Josephson junctions2012

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 学会等名
      シンポジウム テラヘルツ分光法の最先端 VI
    • 発表場所
      筑波大学,つくば
    • 年月日
      20121025-20121026
  • [学会発表] PEG水溶液のテラヘルツ分光2012

    • 著者名/発表者名
      畑隆介
    • 学会等名
      シンポジウム テラヘルツ分光法の最先端 VI
    • 発表場所
      筑波大学,つくば
    • 年月日
      20121025-20121026
  • [学会発表] Experimental and theoretical study of several geometries for THz waves radiation in intrinsic Josephson junctions Bi2Sr2CaCu2O8+d2012

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 学会等名
      IRMMW-THz 2012
    • 発表場所
      Wollongong, Australia
    • 年月日
      20120923-20120928
  • [学会発表] テラヘルツ時間領域分光法によるリゾチーム水溶液中の水和水の観測2012

    • 著者名/発表者名
      青木克仁
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      東京大学 本郷キャンパス,東京
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] THz-TDSによるリゾチーム水溶液中の水和水の観測2012

    • 著者名/発表者名
      青木克仁
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学,松山
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] Tunable THz Waves Radiation from Various Shapes of Mesas in High Temperature Superconductor Bi2Sr2CaCu2O8+δ Intrinsic Josephson Junctions; Designing of Mesa Arrays for Powerful THz Radiation2012

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学,松山
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] 非線形光学によるテラヘルツ波の発生と検出 -基礎と応用ー2012

    • 著者名/発表者名
      服部利明
    • 学会等名
      応用物理学会テラヘルツ電磁波技術研究会 若手サマースクール
    • 発表場所
      和泉荘(長野県松本市)
    • 年月日
      20120806-20120808
    • 招待講演
  • [学会発表] Tunable, Coherent and Continuous Terahertz Waves Emission from Various Shapes of Mesas in Intrinsic Josephson Junctions Bi2Sr2CaCu2O8+δ: Designing of Mesa Arrays2012

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 学会等名
      M2S 2012
    • 発表場所
      Washington, DC, USA
    • 年月日
      20120729-20120803
  • [学会発表] Study of the various shapes of mesas for tunable, coherent and continuous terahertz waves emission in intrinsic Josephson junctions Bi2Sr2CaCu2O8+δ2012

    • 著者名/発表者名
      K. Delfanazari
    • 学会等名
      PLASMA 2012
    • 発表場所
      Izmir, Turkey
    • 年月日
      20120610-20120613

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公開日: 2014-07-24  

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