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量子構造を用いた遠赤外光技術の開拓と量子物性の解明

研究報告コード R000000166
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 小宮山 進
研究者所属機関
  • 東京大学大学院総合文化研究科
研究機関
  • 東京大学大学院総合文化研究科
報告名称 量子構造を用いた遠赤外光技術の開拓と量子物性の解明
報告概要 標記目的のために以下の研究を行った。
1)量子構造を用いた超高感度分光検出器の開発を行い,GaAs/AlGaAsヘテロ構造中の2次元電子系にラテラルに形成した量子ドツトを,強磁場で単電子トランジスタとして動作させるなどにより,従来型の1万倍以上の感度の遠赤外光検出器を開発した。また,InAs量子ドットを用いた従来型よりも100~1000倍の感度を持つ中赤外光検出器も開発した。
2)遠赤外発光体試料の裏面にSiの半球レンズを対物レンズとして密着させた挿引式遠赤外顕微鏡を開発し,遠赤外光の波長を破る0.06mmの空間分解能を持つ遠赤外光像を得た。この系を量子ホール系の非平衡電子の空間分布のイメージングのために採用し,量子ホール効果の崩壊現象等に関する新たな知見を得た。
3)量子ホール電子系の位相干渉性に着目し,2つの空間的に隔たった微少散乱領域に生ずる抵抗ゆらぎの干渉による変化を調べ,静電ポテンシャルのパターン変動の効果が大きいことを示唆した。
研究分野
  • 赤外・遠赤外領域の分光法と分光計
  • 電子輸送の一般理論
  • 13‐15族化合物を含む半導体-半導体接合
  • 光学顕微鏡,望遠鏡
関連発表論文 (1)V.Antonov,O.Astafiev,T.Kutsuwa,H.Hirai and S.Komiyama, “Single Fir-Photon Detection Using a Quantum-Dot”, Physca E 6, 367-370(2000).
(2)T.Machida,S.Ishizuka,K.Muraki,Y.Hirayama and S.Komiyama,“Resistance fluctuations in integer quantum-Hall transitions” Physica E 6, 152-155(2000).
(3)Y.Kawano and S.Komiyama,“Breakdown of the Quantized Hall Effect in the Vicinity of Current Contacts” Phys.Rev.B 61,2931-2938(2000).
(4)S.Komiyama,O.Astafiev,V.Antonov,T.Kutsuwa and H.Hirai,“Detection of Single Photons in the FIR-Range” Nature 403,405-407(2000).
(5)Y.Kawano and S.Komiyama,“Local breakdown of the Quantum Hall Effect and the correlated cyclotron emission” Phsica E 7, 502-506(2000).
(6)S.Komiyama,O.Astafiev,V.Antonov,H.Hirai and T.Kutsuwa,“Detection of Single FIR-Photon Absorption Using Quantum Dots” Phsica E 7, 698-703(2000).
(7)Y.Kawano, Y.Hisanaga, H.Takenouchi, and S.Komiyama, "Highly-sensitive and Tunable Detection of Far-infrared Radiation by Quantum Hall Devices" J. of Appl. Phys. 89, 4037-4048 (2001)
(8)K.Hirakawa and K.Yamanaka, Y.Kawaguchi, M.Endo, M.Saeki and S.Komiyama, "Far-Infrared Photoresponse of the Magnetoresistance of the Two-Dimensional Electron Systems in the Integer Quantized Hall Regime" Phys. Rev. B 63, 085320(1-5) (2001)
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「量子効果等の物理現象」研究代表者 小宮山 進(東京大学大学院総合文化研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 小宮山 進. 量子構造を用いた遠赤外光技術の開拓と量子物性の解明. 戦略的基礎研究推進事業 平成11年度 研究年報.科学技術振興事業団, 2000. p.317 - 319.

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