大象传媒

　现代科学は、物质の性质を顕わにする计测技术の発明と进歩を土台に発展してきました。近年は高速で时间変化する现象を捉える技术开発が盛んに进められています。背景には、スマートフォンなどで使われる半导体デバイスをさらに高性能化するため、より小さく、より动作が速いものが求められている状况があります。现在では、デバイスの基本构造の大きさは10ナノメートル(ナノは10忆分の1)の领域に入り、动作时间の尺度もピコ秒(ピコは1兆分の1)领域に迫っています。

　これらのデバイスの特性を十分に理解し评価するためには、ナノスケールのデバイス构造において、ピコ秒の时间领域における电子の动き（ダイナミクス）を観察する计测技术が必要です。本研究チームはその有望な方法の一つとして、原子1个1个を観察できる走査トンネル顕微镜(厂罢惭)に超高速レーザー技术を组み合わせた时间分解厂罢惭装置を开発してきました。応用も始まっていますが、高度な技术要素に対する深い理解と高い専门性が必要で、利用拡大を进める上での课题となっていました。

　本研究では、これまでの光学システムの仕组みを大幅に简易化し、时间分解厂罢惭测定を容易に行うことが可能な装置の开発に成功しました。また、画像データ取得に必须な装置の长时间安定性も大幅に向上させることができました。具体的には、レーザーの动作をすべて电気的に制御することで光学システムを大幅に小型化し、顕微镜内部にレーザーを集光するレンズを设置することで、试料へのレーザー照射位置が长时间安定な状况を実现しました。この装置を用い、ガリウム砒素半导体の表面における电子の挙动をピコ秒の领域で観察、ナノスケールで画像化することに成功し、装置の性能を実証しました。

　本装置の开発により、この强力な计测技术を用いたダイナミクス画像の取得が従来に比べて格段に容易に、かつ安定して行えるようになりました。本技术の普及を可能にすることで、半导体デバイス材料、太阳电池材料、光触媒材料等の幅広い开発?研究分野への展开が期待されます。

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プレスリリース

研究代表者

筑波大学 数理物质系物理工学域／イノベイティブ计测技术开発研究センター


株式会社ユニソク 開発部
岩谷 克也　部長

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