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2014 年度 実績報告書

熱励起エバネセント波による物質の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24244046
研究機関東京大学

研究代表者

小宮山 進  東京大学, 総合文化研究科, 特任研究員 (00153677)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード熱励起エバネセント波 / 近接場テラヘルツ光 / 表面フォノンポラリトン / 超高感度赤外光検出器 / 散乱型近接場光学 / グラフェン
研究実績の概要

(i)極性結晶
GaNとAlNを試料として、表面フォノンポラリトン共鳴の波長帯域(14~17um)で熱励起エバネセント波を計測し、試料表面のごく近傍(30nm以内)では、計測されるエバネセント波強度が、表面からの距離の増大に伴って顕著に増大して高さ30nm近傍で極大値を取り、それ以上の距離で減少することを見出した。本研究ではじめて見出されたこの特異な現象の機構を、深針依存性を含めた詳しい計測と数値的な解析を通して調べ、この特性が、タングステン深針と表面が形成する有効分極率の幾何学的共鳴によることを解明した。このことで、エバネセント波とタングステン深針の相互作用の基礎的理解を深め、パッシブ・テラヘルツ近接場計測に対する一般的な理論的基盤を与えた。
(ii)3Dトポロジカル絶縁体。グラフェン
昨年度までに、常温での3Dトポロジカル絶縁体の計測、および低温度での計測に向けた装置開発の準備を進めていた。本年度は、低温での計測の要となる検出器の開発を継続して、波長範囲の拡大と、感度の向上に成功した。試料については、3Dトポロジカル絶縁体は高純度試料を得る事が必ずしも容易でないため、高品質試料が比較的得やすいグラフェン素子の作成を東北大・尾辻研究室に依頼し、同時に、液体ヘリウム温度までの極低温での近接場エバネセント波検出を可能にする、新たな低温SPM装置の開発を、低温STM/AFMのメーカーの協力のもとに進めた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Development of Charge Sensitive Infrared Phototransistors for the Far-Infrared Wavelength2014

    • 著者名/発表者名
      R.Nihei, S.Komiyiama, M.Kawada, S.Matsuura, Y.Doi, T.Satoh, and T.Nakagawa
    • 雑誌名

      JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS

      巻: 176 ページ: 261-266

    • DOI

      10.1007/s10909-014-1140-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] GaAs/AlGaAs 2重量子井戸中の電子-LO フォノン相互作用によるポーラロンの形成2015

    • 著者名/発表者名
      二瓶亮太、小宮山進、佐藤崇、川田光伸、土井靖生、松浦周二、中川貴雄
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] プラズモニックナノギャップアンテナを利用した電荷敏感型赤外光子検出器(CSIP)2015

    • 著者名/発表者名
      金鮮美、小宮山進、 佐藤崇、 Mikhail Patrashin、梶原優介
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] 機械式冷凍機を用いたパッシブ型THz近接場顕微鏡の開発2015

    • 著者名/発表者名
      林冠廷、小宮山進、金鮮美、河村賢、梶原優介
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] Optical nano-thermometry with a sensitive near-field microscope2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kajihara and Susumu Komiyama
    • 学会等名
      ICSPM 22
    • 発表場所
      熱川ハイツ(静岡県伊豆熱川)
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [学会発表] Terahertz near-field microscopy without external illumination2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kajihara, Susumu Komiyama, Kuan-Ting Lin, and Sunmi Kim
    • 学会等名
      ICSPM 22
    • 発表場所
      熱川ハイツ(静岡県伊豆熱川)
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [学会発表] Recent progress in charge sensitive infrared phototransistors (CSIPs)2014

    • 著者名/発表者名
      Sunmi Kim, Susumu Komiyama, Takashi Satoh, Mikhail Patrashin, and Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      5th International Symposium on Terahertz Nanoscience
    • 発表場所
      Hotel La Bateliere, Maritinique (France)
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-05
  • [学会発表] Passive Terahertz Near-Field Microscopy of Matters2014

    • 著者名/発表者名
      Susumu Komiyama
    • 学会等名
      5th International Symposium on Terahertz Nanoscience
    • 発表場所
      Hotel La Bateliere, Maritinique (France)
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Near-field microscopy of spontaneous infrared surface waves2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kajihara, Susumu Komiyama, Kuan-Ting Lin, and Sunmi Kim
    • 学会等名
      IUMRS-ICYRAM 2014
    • 発表場所
      Hainan International Convention & Exhibition Center, Haikou (China)
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 電荷敏感型赤外光子検出器(CSIP)における量子効率の向上2014

    • 著者名/発表者名
      金鮮美、小宮山進、 佐藤崇、Mikhail Patrashin、梶原優介
    • 学会等名
      第75回秋季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] パッシブ型THz近接場顕微鏡における探針サイズ依存性2014

    • 著者名/発表者名
      林冠廷、梶原優介、小宮山進
    • 学会等名
      第75回秋季応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] Near-field microscopy of spontaneous evanescent waves2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kajihara, Susumu Komiyama, Kuan-Ting Lin, and Sunmi Kim
    • 学会等名
      nfo13(Therteenth International Conference on Near-Field Optics, Nanophotonics, and Related Techniques)
    • 発表場所
      Snowbird Mountain Resort, Salt Lake City, Utah(USA)
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-04
  • [学会発表] Two-color detection with a charge sensitive infrared phototransistor (CSIP) in the THz range2014

    • 著者名/発表者名
      Sunmi Kim, Susumu Komiyama, Takeji Ueda, Takashi Satoh, and Yusuke Kajihara
    • 学会等名
      32nd International conference on the physics of semiconductors
    • 発表場所
      Austin convention center, Austin (USA)
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-15

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公開日: 2016-06-01  

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