カーボンナノチューブ量子ドットのテラヘルツ物性開拓と単一光子検出器の開発

碳纳米管量子点太赫兹物理性质探索及单光子探测器研制

• 批准号: 18740176
• 负责人: 河野 行雄
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740176/
• 关键词: カーボンナノチューブ; 量子ドット; テラヘルツ; 光子支援トンネル; クーロンピークシフト; 2次元電子ガス; 光子サイドバンド; 多光子過程; 単一光子カウンティング

カーボンナノチューブ量子ドットのテラヘルツ電磁波応答について、昨年度力ちさらに、以下の進展があった。1.THz光子支援トンネル電流の照射強度依存性の観測光子支援トンネルによる電流ピーク値が、照射強度に対してベッセル関数的依存を示すことが理論的に予測されているものの、テラヘルツ領域での観測例はない。本研究では、照射テラヘルツ光のパワーを変えることによって、この問題の検証を試みた。実験結果から、クーロンピークと光子支援トンネルによるサイドピークが、照射強度に対してそれぞれ全く逆の振る舞いを示すことが明らかにされた。ベッセル関数への完全なフィットまでは得られなかったが、理論から予想される傾向と一致することを見出した。この結果も、照射テラヘルツ光に対して量子ドットが古典的に応答しているのではなく、光子支援トンネルによって電子波の新しい伝導チャネルが発生していることを強く支持する。2.カーボンナノチューブ量子ドット-GaAs2次元電子ガス複合素子でのTHz応答昨年度、光子支援トンネルとは別のメカニズムによるTHz応答(クーロンピークシフト)を観測した。この応答は、カーボンナノチューブ直下のSiO_2層のトラップ準位が関与しており、THz光に対して著しい高感度性を示すことが分かった。ところが、トラップ準位という制御性の悪い性質を利用しているため、検出器作製の観点からは不利であった。この改善のため、トラップ準位の代わりに、GaAs2次元電子ガスを利用した新しい検出器を開発した。アイディアは、2次元電子ガスのサイクロトロン吸収による静電ポテンシャル変化を間近のカーボンナノチューブ量子ドットによって読み取る機構である。この複合素子のTHz応答の観測から、サイクロトロン共鳴時においてクーロンピークシフトが最大になることを確認した。

The following progress has been made in the field of electromagnetic wave response: 1. The dependence of THz photon support current on irradiation intensity and the measurement of photon support current on irradiation intensity are shown in this paper. This study is aimed at identifying and evaluating the effects of radiation on human beings. The results of this study are as follows: 1. Photon support, 2. Irradiation intensity, 3. The number of people involved in the study is completely different from that of the previous study. As a result, the irradiation of light and photons is supported by the generation of new electron waves and the generation of quantum electrons. 2. The THz response time of the quantum dot-GaAs 2D electron complex element and photon support time of the THz response time are measured. This answer is due to the fact that the level of the tripod on the SiO_2 layer directly below theンis related to the high sensitivity of THz light. The use of the property of the control system is not easy, and the control system is not easy. This improves the quality of GaAs, and makes use of new detectors. 2-D electron absorption, electrostatic absorption, polarization, quantum absorption, etc. The THz response of the complex element is measured and the maximum resonance time is confirmed.

项目成果

カーボンナノチューブによるTHz検出と近接場THzイメージング(招待講演)

使用碳纳米管进行太赫兹探测和近场太赫兹成像（特邀报告）

• 发表时间: 2008
• 作者: 布施 智子;河野 行雄;山口 智弘;青柳 克信;石橋 幸治;河野 行雄;河野 行雄;Yukio Kawano;河野 行雄
• 通讯作者: 河野 行雄

Simultaneous imaging of Terahertz radiation and voltage in quantum Hall conductors

量子霍尔导体中太赫兹辐射和电压的同步成像

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of 28th International Conference on the Physics of Semiconductors (Vienna, 2006) (in press)
• 作者: Y.Kawano;K.Ishibashi;Y.Kawano
• 通讯作者: Y.Kawano

カーボンナノチューブを用いたテラヘルツ量子検出器の開発と近接場テラヘルツイメージングへの応用(招待講演)

碳纳米管太赫兹量子探测器的研制及其在近场太赫兹成像中的应用（特邀报告）

• 发表时间: 2007
• 作者: 布施 智子;河野 行雄;山口 智弘;青柳 克信;石橋 幸治;河野 行雄;河野 行雄;Yukio Kawano;河野 行雄;河野 行雄
• 通讯作者: 河野 行雄

Coulomb peak shifts under terahertz-wave irradiation in carbon nanotube single-electron transistors

• DOI: 10.1063/1.2430078
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: T. Fuse;Y. Kawano;Masaki Suzuki;Y. Aoyagi;K. Ishibashi

Highly sensitive and tunable terahertz-photon detector using carbonnanotube quantum dots

使用碳纳米管量子点的高灵敏度和可调谐太赫兹光子探测器

• 发表时间: 2007
• 作者: 布施 智子;河野 行雄;山口 智弘;青柳 克信;石橋 幸治;河野 行雄;河野 行雄;Yukio Kawano;河野 行雄;河野 行雄;河野 行雄;Yukio Kawano;Yukio Kawano
• 通讯作者: Yukio Kawano