| 研究課題/領域番号 |
24540334
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 独立行政法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
今中 康貴 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (70354371)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | サイクロトロン共鳴 / テラヘルツ光 / 強磁場 / 半導体 / 二次元電子系 |
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| 研究概要 |
テラヘルツシステムの開発においては、光伝導アンテナの高出力化のため、様々な形状の電極を持つアンテナの作成、また超短パルス可視光の伝送のための分散補償についても更に詳細に最適化を図るなど、各要素技術のレベルアップを中心に行った。特に現在まで採用している遅延ステージとロックインアンプによる計測では、１スペクトルを得るのに数分から数十分の時間がかかり、今後の磁場掃印による計測で、その測定時間が問題となることが予想される。そこで今期はその問題を回避するための要素技術として、高速で繰り返しスキャンを行うステージを購入し、オシロスコープで積算する手法を新たに取り入れた。
またそれと平行して、ZnOやInGaAsなどの半導体二次元電子系の強磁場ミリ波、サブミリ波サイクロトロン共鳴実験を行い、その有効質量を見いだすと共に、高電子濃度の試料において、輸送現象でのシュブニコフドハース振動と同じ起源を持つ量子振動をミリ波サブミリ波透過実験で見いだした。これら詳細な研究は物理学会や国際会議等で発表を行い、一部論文により報告を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
テラヘルツ分光装置の開発において、A:光伝導アンテナを励起するためのフェムト秒可視光パルスの長距離伝送、B:テラヘルツ光発生検出に使用する光伝導アンテナの作成、C:発生させたテラヘルツ光の強磁場極低温環境への導入、のうち、液体ヘリウム不足の問題でCの極低温環境への導入のためのテストが十分にできない以外は、ほぼ予定通りに進んでいる。
また半導体二次元電子系の強磁場ミリ波、サブミリ波サイクロトロン共鳴実験では、初めて正確な二次元電子の有効質量を得るなどの成果が得られたが、特に高電子濃度試料で光学的シュブニコフドハース振動が観測されたことで、非接触な手法による量子ホール系の高周波応答という観点からも極めて興味深いデータを得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、低温下での測定を十分に行い、どのような問題が起きるかに関して十分に吟味し対応する。ヘリウムが難しい場合には、窒素温度にてまずは試験を行いつつ、フィードバックをかける。また室温強磁場での測定も確立させ、高速繰り返しステージを使った短時間でのテラヘルツ測定により、半導体デバイスの評価、電子スピン共鳴などへの応用も一部試みる。更に今年度ミリ波サブミリ波帯で測定を行った半導体二次元電子系の高電子濃度試料において、その延長上にあるテラヘルツ光領域での計測を試みる予定である。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
次年度は、極低温下での測定に十分対応できるためと、室温の場合でもプローブ内の水蒸気による吸収をさけるため、オイルフリーで高真空な空間を実現するためのポンプの購入を計画している。また場合に応じてアンプなどの備品や光ファイバ、光伝導アンテナ作成ための消耗品などに使用する予定である。また国内学会への旅費、論文等の発表に関する雑費などにも使用する予定である。
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