テラヘルツ顕微鏡による量子ホール素子からのサイクロトロン発光イメージング

本年度はテラヘルツ分光顕微鏡の更なる高分解能化に必須である、近接場光学の本顕微鏡への応用に関して基礎的技術の研究・開発を行った。理論的には分解能の飛躍的向上が期待され、量子ホール系についてならばエッジチャネルにおける非平衡分布の詳細やホットスポットにおける緩和過程をより明白に明らかにする事が可能となる。また、テラヘルツ帯域でのメージング・分光技術自体は極めて汎用性の高い技術であり、量子ホール系に限らず多くの分野への応用が期待される。現在開発している顕微鏡は、光源の近傍に局在する振動電磁場をアンテナを用いて抽出・検出する事で光学系の回折限界を超えた分解能を実現する事を目指している。これまでにテラヘルツ分光顕微鏡の焦点に、電子線描画装置を用いて作成したμmオーダーのサイズの平面アンテナを取り付け、ピエゾ素子を用いた高精度XYステージ上の量子ホール素子の表面をスキャンする事に成功している。現在、二次元電子系のある試料表面のスキャンを行う事に起因して、二次元電子系に異常が生じるという問題に直面している。だがそれは保護膜等によって解決可能であり、今後の大きな進展が期待される。

本年度はテラヘルツ分光顕微鏡の更なる高分解能化に必須である、近接場光学の本顕微鏡への応用に関して基礎的技術の研究・開発を行った。理論的には分解能の飛躍的向上が期待され、量子ホール系についてならばエッジチャネルにおける非平衡分布の詳細やホットスポットにおける緩和過程をより明白に明らかにする事が可能となる。また、テラヘルツ帯域でのメージング・分光技術自体は極めて汎用性の高い技術であり、量子ホール系に限らず多くの分野への応用が期待される。現在開発している顕微鏡は、光源の近傍に局在する振動電磁場をアンテナを用いて抽出・検出する事で光学系の回折限界を超えた分解能を実現する事を目指している。これまでにテラヘルツ分光顕微鏡の焦点に、電子線描画装置を用いて作成したμmオーダーのサイズの平面アンテナを取り付け、ピエゾ素子を用いた高精度XYステージ上の量子ホール素子の表面をスキャンする事に成功している。現在、二次元電子系のある試料表面のスキャンを行う事に起因して、二次元電子系に異常が生じるという問題に直面している。だがそれは保護膜等によって解決可能であり、今後の大きな進展が期待される。