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July 22, 2013, Houston/Livermore--ダイス大学(Rice University)とサンディア国立研究所(Sandia National Laboratories)の研究得チームは、整列されたカーボンナノチューブ面を使用して、広範な可視光と赤外光にわたり偏光を検出できるようにした固体電子デバイスを作製した。
ライス大学の物理/天文学、電気・コンピュータ工学、Junichiro Kono(河野淳一郎)教授によると、「偏光の検出は極めて有用である」。「多くの動物や昆虫は偏光を見ることができ、それをナビゲーションや通信などに使用している」。
ほとんどのデバイスは偏光を直接検出することはできない。その代わり、エンジニアがディテクタの前に格子あるいはフィルタを置いている。
サンディア国立研究所François Léonard氏は、「われわれのフォトディテクタは本質的に偏光を識別できる、まさに偏光を認識する動物や昆虫の目の光受容体のようだ」と言う。
偏光は、相互に平行に振動する個別の電磁波で構成されている。透明材から光が反射されるときにその効果が現れる。偏光サングラスが、水、ガラス、その他の表面からのギラギラする光を抑える理由がこれだ。天文学者は、多様な方法で偏光を利用する。通信や軍事での偏光分析法のアプリケーションは多い。
ライス大学の新しいフォトディテクタは、エネルギー省(DOE)支援のサンディア国立研究所ナノエンジニアリング計画におけるライス大学とサンディア研究所の協働による最新の開発成果。2月、研究チームはカーボンナノチューブカーペットからフォトディテクタを作製する新しい方法を発表した。
フォトディテクタに使われるナノチューブカーペットはライス大学化学者Robert Hauge研究室で成長される。Konoグループの大学院生、Xiaowei Heがテフロンフィルムを使う方法を発見し、この稠密に詰まったナノチューブを同じ方向に整列させた。各カーペットは数ダースの多様なナノチューブを含んでおり、そのうちの約2/3が半導体になっている。半導体の各々が特定の光と相互作用するので、Konoチームは初期の段階で、平坦かつ整列されたチューブカーペットが広範なスペクトルのフォトディテクタとして使えることを示せた。
He氏は、ナノチューブカーペットの電気特性を変えるために添加物を使用。同氏は、2種類のカーペットを作製し、1つはp型、もう1つはn型とした。これら2つの重ね合わせることにより、研究チームはマイクロエレクトロニクスの基本構成要素、p-nジャンクションを作製した。
(詳細は、 www.rice.edu)