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位相制御したテラヘルツ波により,トンネル電子をナノ空間で自在に制御することに成功横浜国立大学,筑波大学 研究グループ

 横浜国立大学,筑波大学の研究グループは,250フェムト秒という極短時間に数万~数10万個の電子を自在に探針・試料間で行き来させることに成功したと発表した。
 テラヘルツ波の光子エネルギーは近赤外光パルスのそれよりも3桁ほど低いため,テラヘルツ波を利用すれば,ナノ構造を破壊することなく電子を超高速制御することが期待される一方,テラヘルツ波の位相を自在に制御する手法はこれまで開発されておらず,テラヘルツ波を用いた電子制御には限界があった。
 今回,発生したコサイン型のテラヘルツ波の位相をサイン型,反転したコサイン型に変換することに成功した。これらは,光路に1対の円筒形レンズあるいは球形レンズを挿入することにより簡単に実現できる。この位相制御したテラヘルツ波を走査トンネル顕微鏡(STM)の探針と試料間の1ナノメートルのギャップに照射することにより,電子移動を自在に制御することに成功した。
 これにより,位相制御テラヘルツSTMは,電子を超高速で制御する新規のプラットフォームを提供するものであり,将来のナノエレクトロニクス開発に新たな方向性を示すとともに,STMは原子分解能をもつことから,近い将来,原子スケールかつ超高速で物質のもつ諸特性を自在に制御できる強力なツールになるものと期待される。

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