テクノロジー?材料
高速デバイス材料の瞬间的な状态を可视化する走査电子顕微镜技术を开発
走査電子顕微鏡とフェムト秒レーザーを組み合わせ、物質の瞬間的な状態を観察できる超高速時間分解走査電子顕微鏡計測装置を開発しました。 これを用いて、半導体GaAs（ガリウムヒ素）基板のデバイス上での金属電極の周囲の電位変化の様子を、43 ピコ秒の時間分解能で可視化することに成功しました。
今日の社会を支えているさまざまな電子デバイスは、年々その動作速度が向上し、５Gバンドの次の世代（Beyond 5G）を想定したデバイス開発研究が活発に行われています。このような次世代の超高速半導体デバイスを開発するためには、デバイス内での電位や電子移動などの様子を精密に計測し、デバイスの動作状況を客観的に理解することが不可欠です。
本研究グループでは、この課題に対して、走査電子顕微鏡（SEM）とフェムト（1000兆分の1）秒レーザーを組み合わせ、デバイス材料内の電位変化を高い時間分解能で計測する手法を開発しました。これを用いて、半導体GaAs（ガリウムヒ素）基板上に形成した光伝導アンテナデバイス上の金属電極周囲の電位変化を計測し、43 ピコ秒（1ピコ秒=1兆分の1秒）の時間分解能でSEM画像として観察することに成功しました。これは5G通信でよく使われる周波数帯よりも広い23 GHzの帯域で電気回路の性能を測定できることに相当します。
本技术により、电位が动的に変化するようなデバイス构造において、任意の点の电位変化を、非接触で高速、かつ立体的に计测することが可能となり、次世代デバイス开発のための重要な计测ツールとして贡献すると期待されます。
笔顿贵资料
プレスリリース研究代表者
筑波大学数理物质系嵐田 雄介 助教
掲载论文
- 【题名】
- Visualizing the transient response of local potentials on photoconductive antennas using scanning ultrafast electron microscopy
（走査型超高速电子顕微镜による光伝导アンテナの局所电位の过渡応答の可视化） - 【掲载誌】
- ACS photonics
- 【顿翱滨】
PODCAST
インタビューのロングバージョンを、筑波大学笔辞诲肠补蝉迟でお聴きいただけます。