廣理英基助教・田中耕一郎教授ら、1兆分の1秒間の強電場パルス照射により、半導体の自由電子数を1千倍に増幅:超高速トランジスタや高効率の太陽電池の開発に期待 [Nature Communications]

2011年12月21日

 京都大学物質-細胞統合システム拠点(iCeMS=アイセムス)の廣理英基助教と田中耕一郎教授の研究グループは、ごくわずかな時間にエネルギーが圧縮されたフェムト秒レーザーとニオブ酸リチウムの結晶をもちいて1MV/cmという世界最高電場強度のテラヘルツ光を発生させることに成功しました。さらに、このテラヘルツ光を半導体に1兆分の1秒という短い時間照射するだけで、半導体の中の電気伝導を担う自由電子の数を約1000倍に増幅することに成功しました。実験にもちいた半導体試料は広島大学との共同研究により作製したものです。これにより、例えば、超高速動作の光検出器やそれを制御する超高速トランジスタなど、テラヘルツ領域(※1)で動作する新しい超高速半導体デバイスの展開が期待されます。さらに、キャリア増幅が高速高倍率であることから、高効率な太陽電池・発光素子の開発などにも、新たな指針を与えるものと期待されます。

 本論文はロンドン時間12月20日(日本時間21日)に英オンライン科学誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」オンライン速報版で公開されました。

 本成果は、JSTの下記の事業・研究領域・研究課題によって得られました。

 JSTはこの領域で、物質・材料、加工・計測、情報・通信、環境・エネルギー、ライフサイエンスなどの異なる分野で個別に行われている光利用研究開発ポテンシャルの連携、融合を加速し、「物質と光の係わり」に関する光科学・光技術におけるイノベーション創出基盤の形成を目指しています。

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文献情報

Extenal LinkExtraordinary carrier multiplication gated by a picosecond electric field pulse

H. Hirori, K. Shinokita, M. Shirai, S. Tani, Y. Kadoya, and K. Tanaka

Nature Communications | DOI:10.1038/ncomms1598 | Published December 20, 2011


関連リンク

Extenal Link科学技術振興機構(JST)によるニュースリリース


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