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JST和理研开发出使用THz频带电磁波的高分辨率成像技术

DATE	2008/08/19

　　【日经BP社报道】

图1：JST和理研开发的“近场THz光成像元件”的光学照片

图2：JST和理研开发的“近场THz光成像元件”的概念图

图3：以有限元法计算的THz电磁波的电场分布。上为有近场探针，下为无近场探针

　　日本科学技术振兴机构（JST）和理化学研究所（理研）开发出了利用频率为1T（太拉：10¹²）Hz左右的“太赫兹电磁波”拍摄出空间分辨率超过衍射极限的图像的技术。通过捕捉在波长更小的开口部背后产生的局部存在的电磁场（称为近场光或瞬逝光），使用波长为214.6μm的电磁波，实现了约9μm的空间分辨率。这一技术通过将开口部（孔径）、近场探针及检测器集成于一枚芯片的半导体部件实现的。检测器利用了紧邻探针下方存在的二维电子气体。

　　太赫兹电磁波介于光与电波之间，可适度透过可见光透不过的物质。另外，将电磁波视为光子时的光子能量达到m（毫米）eV，与半导体及超导体等的电子激励状态相同。凭借这一特性，有望应用于食品检查、建筑物等的非破坏检查、LSI的断线检查及生物体检查等领域。但是，波长长达100μ～500μm，不采用近场光技术时，只能获得与波长同等程度的空间分辨率。另外，从市售水平来看，尚不存在高灵敏度的检测器。

　　此次JST和理研设计、制做了将近场光测定所必需的构成要素集成于GaAs/AlGaAs异质结构半导体单芯片的部件。在紧贴直径为8μm的开口部背后配置了近场探针。由此，使开口部发生的近场光本来呈局部存在的电场分布，由探针而在空间上扩大。检测器则利用了在探针的60nm下的GaAs/AlGaAs异质界面上存在的二维电子气体。根据二维电子气体的电压变化来读取电磁波的强度分布。凭借该结构，成功提高了检测灵敏度。另外，该部件还具有不受近场光以外的电磁波（背景光等）影响的优点。

　　此次的研究成果已于2008年8月10日（英国时间）在英国科学杂志《Nature Photonics》的在线快报版上公开。JST和理研表示，今后将为实现更高分辨率和更高灵敏度而改进该部件。（记者：小笠原阳介）

■日文原文
JSTと理研，THz帯の電磁波を使った高分解能の画像化技術を開発

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