作製した表面プラズモンカラーフィルタの電子顕微鏡像（左）と透過光像（右）
グラフェン結合量子ドット素子構造の電子顕微鏡像。濃い灰色の部分がグラフェンシートで、薄い灰色の部分がナノ微細加工プロセスによってグラフェンシートを削り取った部分。		2つの量子ドット内の電子数を1個単位で制御していることを示す図。

可視光全領域で表面プラズモン共鳴が得られる金属材料としてアルミニウムを採用することで、電子線リソグラフィ法と反応性イオンエッチング法によりナノスケールの高精度な周期的なホールアレイを形成することが可能になり、単色性・透過率に優れた赤・橙・黄・緑・青の5色のカラーフィルタの開発に成功した。本カラーフィルタは、ガラスや半導体基板のみならずフレキシブルな透明フィルム上にも作製可能であることから、将来の超高解像ディスプレイやイメージセンサへの応用が期待でき、また、発光ダイオード内に組みこむことで光取り出し効率の飛躍的向上が期待される。

グラフェンが三層（厚さはおよそ1ナノメートル）からなるグラフェンシートに対し、電子線ビームリソグラフィと反応性イオンエッチング技術を用いてシートを直接加工することにより、電子を閉じ込める2つの近接した量子ドットや、電気伝導を制御する電極等のデバイス構造を全て同じ一枚のグラフェンシートで作製した。そして量子ドットの中に電子が1個ずつ入る単一電子デバイス動作の実証と、2つの量子ドット間の電子の結合をグラフェンゲート電極によって変化させることに成功し、最も基本的な集積化ナノデバイスである結合量子ドット素子を実現した。
“Nano Letters” in press

▲　SiO2梁構造の作製

▲　グラフェンへのコンタクト電極作製

▲　ナノワイヤーへのコンタクト電極作製

▲　Siステンシルマスクの作製

▲　FIB加工によるLaB6エミッタの作製
(NIMS,1D Nanomaterials Group, Jie Tang)

▲　FIB加工によるTEM試料の作製

▲　GaAsフォトニック結晶導波路の作製

▲　Si深堀エッチング

▲　GaAs MESFETの作製

▲　Al薄膜のナノエッチング

▲　Siウェハー貫通孔の作製(厚さ380um)

▲　SiO₂異形ピラー構造

▲　ダイヤモンドエミッター

▲　ダイヤモンドエッチング

▲　3次元ラメラ構造観察