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テラヘルツ光検出装置とその検出方法

シーズコード S110007295
掲載日 2011年12月22日
研究者
  • 河野 行雄
  • 石橋 幸治
技術名称 テラヘルツ光検出装置とその検出方法
技術概要 テラヘルツ光検出装置は、表面から一定の位置に2次元電子ガス13が形成された半導体チップ12と、この半導体チップの表面に密着して設けられたカーボンナノチューブ14、導電性のソース電極15、ドレイン電極16及びゲート電極17とを備え、カーボンナノチューブ14は、半導体チップ12の表面に沿って延び、かつその両端部がソース電極15とドレイン電極16に接続され、ゲート電極17は、カーボンナノチューブ14の側面から一定の間隔を隔てて位置する。更に、ソース電極15とドレイン電極16の間に所定の電圧を印加し、その間のSD電流を検出するSD電流検出回路18と、ソース電極15とゲート電極17の間に可変ゲート電圧を印加するゲート電圧印加回路19と、半導体チップ12に可変磁場を印加する磁場発生装置20と、を備える。そして、これらを制御し、テラヘルツ光の周波数と強度を演算する検出制御装置を備え、テラヘルツ光を照射しながら、SD電流のゲート電圧と磁場に対する依存性を測定し、ゲート電圧に対してSD電流のピークが最も大きくシフトする時の磁場値を検出し、この磁場値からテラヘルツ光の周波数を求める。
画像

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研究分野
  • 波形,周波数,波長,位相の計測法・機器
  • 光学一般
展開可能なシーズ シリコン酸化膜中の不純物準位に捕獲されている電子のテラヘルツ応答を用いるテラヘルツ光検出器は、不純物準位にはシャープな波長選択性がないため、テラヘルツ光の周波数測定ができない。また、部材によりテラヘルツ光が吸収されるので、強度が数fW(10-15W)の非常に微弱なテラヘルツ光の検出はできない。そこで、この問題がない、極低温を必要することなく、小規模の装置で、非常に微弱なテラヘルツ光の強度を明確に検出でき、かつその周波数を正確に測定することができるテラヘルツ光検出装置とその検出方法を提供する。
テラヘルツ光を照射することで、ゲート電圧に対するSD電流のピーク(クーロンピーク)が正のゲート電圧側にシフトし、このシフト(クーロンピークシフト)が最大となる磁場から、テラヘルツ光の周波数を求めることができる。また、ゲート電圧に対してSD電流のピークが最も大きくシフトする時の磁場値とゲート電圧に固定することにより、例えばフォトン1つのテラヘルツ光1でさえも検出できる。
用途利用分野 テラヘルツ光検出装置、非破壊検査装置
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人理化学研究所, . 河野 行雄, 石橋 幸治, . テラヘルツ光検出装置とその検出方法. 特開2010-060284. 2010-03-18
  • G01J   9/00     
  • H01L  21/338    
  • H01L  29/778    
  • H01L  29/812    

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