本文へスキップ
ホーム ニュース About 研究テーマ 業績 アクセス・その他 Contact
イメージ写真2

研究テーマ
研究概要
 
私たちは、レーザー励起テラヘルツ波を用いたテラヘルツ帯メタマテリアルの開発やさまざまな物質の物性評価及び非線形光学結晶や半導体を用いたテラヘルツ波の発生・検出に関する研究を行っています。
  
 
 波長30 μm から3 mm 程度，周波数にすれば0.1 THz から10 THz 程度の電磁波のことを近年特に，テラヘルツ波（テラヘルツ電磁波，THz 波）と呼ぶようになりました．電波と光領域の中間に位置するテラヘルツ波領域の電磁波は，回折の効果が小さくミラーを用いて引き回すことができるなど，光の扱いやすさと，多くの物質を透過するという電波の性質を併せ持っています．また，同じく多くの物質を透過するX 線などと比べればエネルギーが低く，人体にあたえる影響が小さく安全です．テラヘルツ波領域の指紋スペクトルを利用した爆発物や禁止薬物の検出などのセキュリティ応用や医療応用などに加えて，将来の高速無線通信媒体などへの利用も期待されています．しかし，この領域は扱いが容易な光源及び検出器がなかったため，他の電磁波領域よりも開発が遅れています．開発の遅れは，テラヘルツ波の高効率高強度の光源，検出器から各種光学素子まで広く及んでおり，現在そのテラヘルツ波領域の技術的ギャップ（しばしばTHz gap と呼ばれる）を埋めるための研究が数多くなされています。
テラヘルツ波の発生、検出に関しては以下のレーザー研のサイト内の解説もご覧ください。
 

人工微細構造体のテラヘルツ時間領域分光


ＳＩＪ工法を用いて作成した
（a） 分割リング共振器のい顕微鏡写真
（b） 切れ目のないリングの顕微鏡写真
（c） 分割リング共振器のレーザー顕微鏡のよる３次元トポグラフィー像

現在のメタマテリアルの一つの技術的課題は，レンズやプリズム形状などを構成するための3 次元構造を作製することです。これに対しテラヘルツ波領域では，特に2 次元平面のメタマテリアルが将来のテラヘルツ波を使ったシステムの構築に重要な役割を果たすことが予想されます。

テラヘルツ波領域のメタマテリアルは2 次元平面構造であっても電磁場に対して十分な応答を持ち，単層であるためロスもほとんど問題になりません。また，半導体上に作製することで，光学的，電気的に応答の変調も可能です。半導体基板上にメタマテリアルパターンを作製する場合，テラヘルツ波領域で動作する2次元メタマテリアルパターンは数ミクロン幅の金属線からなるので，フォトリソグラフィで高精度に作ることができます。

しかしマスクの作製やリフトオフなど多くの工程が必要で，少量のパターンを多種類作るには適していません。そこでマイクロエレクトロニクス用に開発されてきた超微細インクジェット工法（Super-Fine Ink-Jet Printing, SIJ Printing）を，テラヘルツメタマテリアル作製へ応用する研究を行っています。SIJ 工法は，描画とインクの焼結という簡便な工程だけで，フォトリソグラフィに匹敵するミクロン幅の金属線を半導体や高分子フィルム表面に描画することができ，多様なメタマテリアルパターンをスピーディに作ることができます。

反強磁性マグノンからのテラヘルツ放射
フェムト秒レーザーを用いた酸化ニッケルからのテラヘルツ放射に関する研究を行っています。光や電磁波と電子スピンの短時間領域における相互作用に関する知見を得ることで、物理的な興味だけでなく，次世代の高速スピントロニクス，およびスピンオプティクスと言うべき新分野の開拓に向けた基礎研究として行っています。

テラヘルツ時間領域エリプソメトリー
テラヘルツ帯での偏光解析によって、半導体を中心とした物性評価を行っています。
この手法により非破壊、非接触でリファレンス測定なしに誘電率スペクトル及びキャリア密度や有効質量、散乱時間といった物性値を導出することができます。