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宇宙電波望遠鏡の技術でナノの世界を観察する ~ヘテロダイン走査トンネル分光計測法の開発~

2014/10/24

筑波大学 数理物質系 松山英治技術専門職員、近藤剛弘講師、大井川治宏講師、中村潤児教授らは、ヘテロダイン走査トンネル分光計測法という新しい局所精密計測手法を開発しました。この方法により、これまで困難であったテラヘルツ波の信号やノイズレベルの強度しかない微弱信号を原子レベルの空間分解能と高いエネルギー分解能で検出することが可能になりました。

物質の原子1つ1つの性質を調べる研究は、今日まで盛んに取り組まれてきました。その中で、テラヘルツ波やノイズレベルの微弱信号を精密に調べる技術の開発は難しく、未だに成し遂げられていない課題でした。本研究グループは、微弱信号を高感度に検出する原理としてアルマ宇宙望遠鏡(アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計)の検出技術に着目し、これを原子1つ1つが識別可能な走査型トンネル顕微鏡に導入して新しい精密分光計測手法を開発しました。この計測法により、物質を構成する原子の性質を高速かつ精密に計測することが可能となり、新しい物質の性質の発見につながることが期待されます。

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図 ヘテロダイン走査トンネル分光(HSTS)計測法の模式図

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