理研、光子レベルの検出と周波数の測定が可能なTHz検出器を開発
かなり古いですが。。。
11/10:理化学研究所プレスリリース
http://www.riken.jp/r-world/research/results/2009/091110/
理化学研究所(理研)は、カーボンナノチューブ(CNT)とGaAs/AlGaAsを組み合わせ、電磁波の最小単位である光子(粒子)を数個レベルで捉えることが可能な高感度テラヘルツ(THz:1,012Hz)電磁波の検出器の開発に成功したことを明らかにした。
【これまでの問題点】
従来、市販されているTHz検出器として、THz電磁波を受光すると素子の温度が上昇し、それを電気抵抗の変化として読み出すボロメータがよく使用されているが、温度上昇からいかに大きな電気抵抗変化を取り出すかが重要となるものの、一般にその効率は低く、必然的に感度の向上が困難であった。
【今回の研究の新規性】
理研の研究チームは、高電子移動度半導体による基板上に、CNTによるトランジスタを搭載するという新構造を基にTHz検出器を開発。この構造により、高電子移動度半導体でTHz電磁波を効率よく吸収し、CNTで高感度に信号を読み出すということが可能となった。THz電磁波の吸収部は、高電子移動度半導体の特性である散乱の少ない高い電子移動度を有するため、THz電磁波を効率よく吸収することが可能。また、検出信号の読み出し部は、CNTによる単電子トランジスタを採用。極微細構造による高温での動作を実現している。
THz吸収と信号読み出し、それぞれの役割を分担したことで、電磁波の最小単位である光子を数個のレベルで捉えることが可能となり、ボロメータ比で数桁高い感度でTHz電磁波を検出することができるようになった。
さらに、今回開発された検出器は、高感度である上に、磁場依存性の測定から、飛来するTHz電磁波の周波数も同時に測定することが可能であることも従来のボロメータには無い特長。検出器自体で周波数を測定することで、分光も同時に行うことができ、THz電磁波計測の応用範囲を広げることが可能になるとしている。
【今後の目標】
多数の検出器を2次元状に配置した高解像度カメラの開発を目指すとしている。同カメラが開発されると、THz電磁波を活用したカメラによる、ビデオ撮影が可能になることとなる。
【編集後記】
テラヘルツは空港での危険物取締り技術としても注目されていますが、10/28、ドイツとロシアの共同チームが、Josephson detectorを使って物質の誘電率を測定し、爆薬と無害な液体を確実に区別しています。
EETimes:http://www.eetimes.jp/news/3424


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