ダブル光コム変調光照射ヘテロダイン局所精密励起STSとTHz量子電磁波分光

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意義、重要性局所表面分析において、ナノサイズ微細構造情報の安定な取得は、広く科学コミニュテーに、待ち望まれてきた課題である。ナノサイズ分光の要素技術課題は、試料から観測される、微細なエネルギー構造が放射する信号は極微であること、その小さな信号の交流成分は、THz域におよび、計測学的に高い難易度を有しており、現在に至りその普及は進んでいない。原子空間分解能を有する、走査プローブ顕微鏡(SPM)により、これらの情報を取得する為の要素技術構築にむけ、走査プローブ・トンネル顕微鏡(STM)により光コム・ヘテロダイン計測を進めて来た、光コムによる基礎実験とその光源技術構築の取り組みを進めている。これらの事は、単一スピンの検出、ナノ微細構造分光、単一分子振動の解析など、新たな局所反応系の創成と、将来にわたり極めて重要なナノ分析技術を構築する重要な要素技術と成る、その実現は広く多義にわたる科学コミニュテーから期待されている。具体的成果① 光コムの緻密な制御を可能とした(線密度、コム幅の精密な制御、任意波長へのコム形成)、これら制御を付加した光コム群をSTMへ導入し、トンネル電流の強い非線形性を用い、ヘテロダイン変換を実施した。高位周波数(波長)に存在する、コム、スペクトル・プロファイルをトンネル・ベースバンド域へ、ダウン・コンバージョンが実現されて、光コムによるナノ域の量子振動が高い感度とエネルギー分解能で観測可能である事を本モデル実験によって確認された。② この事は原子分解能を持つ新たな光コム、量子プローブの創成となり、THz域におよぶナノ領域量子振動分光の実現が示唆する結果を本課題によって達成した(論文公開準備中)。