半導体表面における超高速光応答とテラヘルツ波放射

半导体表面上的超快光学响应和太赫兹波辐射

基本信息

批准号：
02J04805
负责人：
中嶋誠
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

近年,超短光パルス励起によるテラヘルツ波を用いた応用研究が活発に行われてきているが,これら応用研究の実用化のためにも高強度なテラヘルツ波源の開発が必務となっている。そのような背景の中,放射機構の解明と高強度なテラヘルツ波源の開発は,テラヘルツ波を用いた物性研究を行うことを,本研究の目的としている。本年度には,研究計画通り,主に放射機構の解明とテラヘルツ波源の開発に向けた研究を行った。放射機構に関する研究では,特に温度依存性に着目した。半絶縁性(SI-)InPにおいては温度によって放射波形の極性が反転する現象を発見し,この原因が温度によって放射機構が入れ替わるために生じることを示した。そして,その放射機構は高温域(140K以上)では表面電場による過渡電流効果,また低温域(140K以下)では光デンバー効果であることを示した。本成果はPhysical Review B誌に投稿中である。また高強度化に関する研究では,SI-GaAsにおいて,高温(500K)で室温の30倍の放射強度でテラヘルツ波が放射されることを見つけた。この放射強度はこれまで最も放射強度が高いと報告されているInAs表面から放射されるテラヘルツ波と同程度の放射強度であることが分かった。本成果はApplied Physics Letters誌に掲載された。また大気中への放射効率を高めるために試料表面(InAs表面)にMgOレンズカップラーを装着することによって,テラヘルツ波の放射強度を2桁程度増大させることに成功した。本成果については,この3月の応用物理学会にて報告する予定である。

近年来，已经积极地进行了使用由超光脉冲兴奋引起的Terahertz波的应用研究，但是实际使用这些应用研究的实际使用需要高强度的Terahertz波的发展。在这种背景下，阐明辐射机制和高强度Terahertz波源的发展是本研究使用Terahertz波进行物理研究的目的。在这个财政年度，我们主要进行研究，主要是为了阐明辐射机制和Terahertz波源的发展，如研究计划中所述。对放射性机制的研究集中在温度依赖性上。在半绝缘（SI-）INP中，发现辐射波形的极性被温度逆转的现象，表明该原因是由辐射机制引起的，被温度所取代。辐射机制表明，表面电位（140k或更多）的过渡电流效应是表面电位的瞬态电流效应，并且低温（140K或更少）具有光学丹佛效应。此结果是在物理评论B杂志上发布。对高强度的研究发现，在高温（500K）（500K）的高温（500K）下，Terahertz波在室温的辐射强度的30倍下辐射。发现辐射强度与从INAS表面辐射的Terahertz波一样好，据报道，这是迄今为止的最高辐射强度。该结果发表在《应用物理信函》杂志上。为了提高辐射效率到大气中，通过将MGO镜头Cupler连接到样品表面（INAS表面），通过将MGO透镜cupler连接到了Terahertz波的辐射强度成功增加了2位。结果将在3月的应用物理社会上报告。