サブサイクルテラヘルツ近接場分光：超高速ダイナミクスの可視化と制御

亚周期太赫兹近场光谱：超快动力学的可视化和控制

• 批准号: 20H00326
• 负责人: 武田 淳
• 金额: $ 29.12万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00326/
• 关键词: テラヘルツ; 近接場; サブサイクル; 近接場分光; 超高速ダイナミクス

本研究では、位相制御テラヘルツ走査トンネル顕微鏡（THz-STM）とSTM発光分光技術を巧みに組み合わせ、世界初となる原子スケールの空間分解能とフェムト秒（サブサイクル）の時間分解能でトンネル電流及び発光を検出できる“位相制御THz-STM発光分光技術”を開拓する。開発した分光技術を駆使し、極限的時空間で分子及び固体の自在な物性操作を実現する。具体的には、単一分子レベルでの発光を例にとり、分子励起状態ダイナミクスの時空間操作を行う。固体においては、カルコゲナイド半導体の相変化ダイナミクスのナノ空間マッピングを行い、かつてない超高密度光メモリの原理実証を行う。今年度は、まず、繰り返し周波数100 kHzのファイバーレーザーによりTHz波発生を行い、すでに稼働中の超高真空低温STMと組み合わせてTHz誘起トンネル電流を検出した。また、金探針と銀表面をトンネル接合部として局在プラズモンからの発光を検出した。この結果を通常のSTM誘起のプラズモン発光と比較して、新規のTHz-STM発光分光技術を評価した。一方、フェムト秒光パルスとSTMを組み合わせ、相変化材料の光誘起アモルファス化を試みた。探針・試料間に閾値以上の強度の光パルスを導入することにより、相変化材料の結晶相上に～5 nm以下程度のアモルファス相を誘起することができた。これは、光パルス誘起STMによりナノスケールの相変化マッピングを実行したことになり、近接場を用いた位相制御ナノ加工技術への応用を例示したことになる。

In this study, phase control optical micrometer (THz-STM) optical spectrometer (THz-STM) optical spectroscopy technology, the world's first atomic emission spectrometer space decomposition energy generation optical current and optical emission emission spectroscopy (THz-STM) phase control THz-STM optical spectroscopy technology development. The use of spectroscopic technology makes it possible to operate free physical properties of molecules and solids in time and space. The specific equipment and components are used to monitor the performance of the photoluminescence system, and the molecular excitation system is used to monitor the operation of time and space. The principle of solid-state optical transmission and ultra-high-density optical transmission is studied in this paper. The return cycle of this year is 100 kHz. This year, the number of cycles returned is 100. The THz wave is generated in the industry, and the ultra-high vacuum low-temperature STM equipment in the middle of the year. The combination of the ultra-high vacuum and low temperature THz sets off the output of the electric current. On the surface of the metal, the joint is in the middle of the glow. The results show that STM is generally responsible for the comparison of optical performance and the performance of new THz-STM optical splitter technology. One party, the second light to make sure that the STM system is combined, and the phase-out material is used to test the chemical process. It is probed that the strength above the temperature between the two materials can be transferred into the mechanical properties of the phase-treated materials at the temperature below 5 nm in the crystal phase. In order to improve the performance of the STM system, the optical system is used to improve the performance of the processing technology. in the near field, the phase control system is used to control the processing technology.

项目成果

光ナノ計測・情報通信研究拠点

光纳米测量与信息通信研究中心

武田・片山・金島研究室

武田/片山/金岛研究所

Nanoscale phase transition of Ge2Sb2Te5 induced by locally enhanced laser fields at a tunnel junction

隧道结处局部增强激光场诱导的 Ge2Sb2Te5 纳米级相变

• 发表时间: 2020
• 作者: D. Kim;K. Asakawa;S. Yaguchi;M.Tsujii;K. Kaneshima;K. Yoshioka;Y.Arashida;S. Yoshida;H. Shigekawa;M. Kuwahara;I. Katayama;and J. Takeda
• 通讯作者: and J. Takeda

Nanoscale phase change on Ge2Sb2Te5 thin films induced by optical near fields with photoassisted scanning tunneling microscope

• DOI: 10.1063/5.0032573
• 发表时间: 2020-11-23
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Asakawa, Kanta;Kim, Dang-il;Takeda, Jun
• 通讯作者: Takeda, Jun