時間分解走査トンネル顕微鏡の簡易化・安定化に成功～1000億分の1秒と10億分の1メートルの精度で電子の動きを測定する技術の普及に道を開く～筑波大学

　近年は高速で時間変化する現象を捉える技術開発が盛んに進められている。背景には，スマートフォンなどで使われる半導体デバイスをさらに高性能化するため，より小さく，より動作が速いものが求められている状況がある。現在では，デバイスの基本構造の大きさは10ナノメートルの領域に入り，動作時間の尺度もピコ秒領域に迫っている。
　これらのデバイスの特性を十分に理解し評価するためには，ナノスケールのデバイス構造において，ピコ秒の時間領域における電子の動き（ダイナミクス）を観察する計測技術が必要である。筑波大学の研究チームはその有望な方法の一つとして，原子1個1個を観察できる走査トンネル顕微鏡（STM）に超高速レーザー技術を組み合わせた時間分解STM装置を開発してきた。応用も始まっているが，高度な技術要素に対する深い理解と高い専門性が必要で，利用拡大を進める上での課題となっていた。
　本研究では，これまでの光学システムの仕組みを大幅に簡易化し，時間分解STM測定を容易に行うことが可能な装置の開発に成功した。また，画像データ取得に必須な装置の長時間安定性も大幅に向上させることができた。