2016 Fiscal Year Annual Research Report
Nanoscale control of terahertz evanescent waves and its application to study on quantum transport
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26286005
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河野 行雄 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (90334250)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | テラヘルツ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、テラヘルツ電磁波のエバネッセント光をナノスケールで空間制御し、それに基づくイメージング技術を用いた新たなナノ電子物性研究の開拓と実証を行う。テラヘルツ帯の光子エネルギー（meV）は、様々な固体中電子や格子の励起エネルギー、高分子の振動や分子間相互作用に対応する重要な領域である。テラヘルツ計測の物性研究応用は大変興味深いにもかかわらず、テラヘルツ領域では、可視光と比較して波長が2～3桁長いことからサブ波長領域の検出技術が確立されていない。必然的に、テラヘルツ物性研究も発展途上である。本研究では、波長の長さゆえに困難であった、テラヘルツナノ画像計測による物性研究を目指す。
今年度の成果は以下の二点である。
半導体微小センサをスキャンするシステムにより、テラヘルツエバネッセント光を直接的に検知し、画像計測する手法を開発した。従来の他技術のほとんどは、微小光源をスキャンする手法だが、本技術は微小センサをスキャンする「コレクションモード型」である。この特徴を用いることで、半導体デバイスの電極からの電子注入に伴うテラヘルツ発光近接場分布の可視化を達成した。これは、デバイスに電流を流しただけの状況下における純粋な電子伝導状態をプロービングした観測である。以上の結果から、テラヘルツナノイメージングが、固体デバイス中の電子の挙動を非接触で可視化する強力な手段として活用できることを実証した。
テラヘルツナノスケール計測をさらに発展させる上で重要な研究項目の１つが、テラヘルツ電界のさらなる局所集中効果である。この目的のため、高純度シリコンの3次元構造と金属膜とのハイブリッド構造を作製することで、サブ波長空間における高いテラヘルツ電界増強効果を達成した。これにより、通常のFar-field測定では検出できないほどの極微小な試料のテラヘルツ吸収スペクトルを観測することに成功した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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