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ホーム高強度テラヘルツ光源の開発
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研究テーマ
ナノ・材料
学科の分類
工学部電気電子システム工学科

高強度テラヘルツ光源の開発

工学部

電気電子システム工学科

ナノデバイス研究室

佐々誠彦 教授

テラヘルツ安全・安心

非破壊測定,ガン検査などへの応用が期待されるテラヘルツ時間領域分光測定用の安価で取り扱いが容易な光源の開発を行っています.半導体薄膜やヘテロ構造を利用し,性能向上を図っています.従来,光源励起用に使われていた大型で高価なチタンサファイアレーザーに替え,小型で安価なファイバーレーザーを使用できる素子を開発しています.

テラヘルツ時間領域分光法

 周波数が 100 GHz から 10 THz の領域はテラヘルツ領域とよばれ,未開拓な電磁波領域として近年盛んに研究が進められています。その中でもテラヘルツ時間領域分光法と呼ばれる超短光パルスを用いた測定が,ガン検査などの医療応用や美術品などの非破壊検査への応用に期待されています。そのパルス光源には,光スイッチと呼ばれる素子が使われていますが,活性部分がミクロンサイズと小さく,使用には正確な位置合わせが必要となります。

 我々は,光スイッチに代わり,取扱の容易な光パルス光源の開発を行っています。このような光源として従来は InAs (インジウムヒ素)や InSb (インジウムアンチモン)と呼ばれる,希少元素からなる半導体基板が使われてきましたが,基板自身が高価であるという問題がありました。我々の目指すところは,このような光源を安価な半導体基板上に薄膜として形成し,安価で取扱の容易なパルス光源を開発することです。

試料作製方法

資料の作製には,分子線結晶成長法とよばれる方法を使用し,GaAs(ガリウムヒ素)など比較的安価な基板の上に InAs やそれをベースにしたヘテロ構造という人工的な構造を付加して高強度な光源の開発を目指しています。

開発した光源

 最初に開発した光源はGaAs基板上に InAs 薄膜を作製したもので,従来の基板が0.5 mm であったものを 1 µm の薄膜にして作製しました。薄膜の品質は基板におとるものの,放射されるテラヘルツ波の強度が基板を上まわるということを世界で初めて明らかにしました。

 その後,放射強度増強のメカニズムを明らかにし,放射強度を増強する新しい構造を提案し続けています。

高強度化の流れ,左から InAs基板(従来技術),InAs薄膜,プラズマ反射層の組み込み,ヘテロ構造の順に高強度化を達成

論文

「Intense Terahertz Radiation from InAs Thin Films」(2011)SasaShigehiko『J Infrared Milli Terahz Waves』32p.646.

「Reflection Layer Mediated Enhancement of Terahertz Radiation Utilizing Heavily-Doped InAs Thin Films」(2015)KozubMichał『J Infrared Milli Terahz Waves』36p.423.

研究者INFO: 工学部 電気電子システム工学科 ナノデバイス研究室 佐々誠彦 教授

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壁の向こうに何がある?!

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知的財産研究科シーズ一覧

大学院 知的財産研究科の研究シーズ一覧です.

林田 大作

「小さなまち」の維持・管理・運営と地域住文化の継承

 本研究では、従来の建築計画・建築設計・環境デザインでは見過ごされがちであった地方の「小さなまち」の維持・管理・運営のモデルを構築し、空き家対策としてのリノベーション提案を行い、「まちの居場所」を創出する。また、「小さなまち」の地域固有性を発掘・発信するとともに、地域住文化を継承するためのビジョンを提案する。さらに、本研究で得られた成果は「小さなまち」のまちづくりに還元し、コミュニティデザインの場を創出する。

藤元 章

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[概要] 大阪工業大学の工学部では,PBL(ProblemあるいはProject-Based Learning)を基軸とした教育カリキュラムを実施している。1年次では各学科の専門分野に関連した課題の実験・実習的なPBLを行い,2年次生には物理学,地球科学,生物科学の分野横断型PBLを提供している。2015年度から2018年度まで「火星移住計画」を題材にして進めてきた。そして, 2019年度からは,火星の枠を飛び出して,「太陽系ツアー」をテーマにしたPBL型授業を進めている。

向出 静司

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