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公開番号2025098952
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2024206849
出願日2024-11-28
発明の名称量子イメージングのためのプラズモニックボロフェンナノリボン金属-絶縁体-金属構造体
出願人トヨタモーターエンジニアリングアンドマニュファクチャリングノースアメリカ,インコーポレイティド
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02F 1/01 20060101AFI20250625BHJP(光学)
要約【課題】量子イメージングを実施するシステム及び方法の提供。
【解決手段】以下のものを含むナノフォトニックデバイス:
光学的に透明かつ導電性である第1の基板;
第1の基板上に存在する光学的に透明かつ電気絶縁性である第2の基板;
第1の電極に電気的に結合した第1のボロフェンナノリボンアレイ、ここで、第1の電極及び第1のボロフェンナノリボンアレイは両方とも第2の基板上に存在する;
第2の基板中に存在する光学的に透明かつ電気絶縁性である第3の基板;及び
第2の電極に電気的に結合した第2のボロフェンナノリボンアレイ、ここで、第2の電極及び第2のボロフェンナノリボンアレイは両方とも第3の基板上に存在する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
以下のものを含むナノフォトニックデバイス：
光学的に透明かつ導電性である第１の基板；
前記第１の基板上に存在する光学的に透明かつ電気絶縁性である第２の基板；
第１の電極に電気的に結合した第１のボロフェンナノリボンアレイ、ここで、前記第１の電極及び前記第１のボロフェンナノリボンアレイは両方とも前記第２の基板上に存在する；
前記第２の基板中に存在する光学的に透明かつ電気絶縁性である第３の基板；及び
第２の電極に電気的に結合した第２のボロフェンナノリボンアレイ、ここで、前記第２の電極及び前記第２のボロフェンナノリボンアレイは両方とも前記第３の基板上に存在する。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記第１のボロフェンナノリボンアレイ及び前記第２のボロフェンナノリボンアレイは、第１のバイアス電圧が前記第１の電極に印加され、第２のバイアス電圧が前記第２の電極に印加された場合にプラズモン誘起透明化を生じるように構造化されている、請求項１に記載のナノフォトニックデバイス。
【請求項３】
前記プラズモン誘起透明化が６７０ｎｍで生じる請求項２に記載のナノフォトニックデバイス。
【請求項４】
前記プラズモン誘起透明化が１５００ｎｍ未満で生じる、請求項２に記載のナノフォトニックデバイス。
【請求項５】
前記第１の基板がインジウム錫酸化物層から構成される、請求項１に記載のナノフォトニックデバイス。
【請求項６】
前記第２の基板が二酸化ケイ素層から構成される、請求項５に記載のナノフォトニックデバイス。
【請求項７】
前記第３の基板がフッ化カルシウム層から構成される、請求項６に記載のナノフォトニックデバイス。
【請求項８】
前記第１の基板がダイヤモンド基板上に堆積された、請求項１に記載のナノフォトニックデバイス。
【請求項９】
前記第１の基板がダイヤモンド基板に光学的に結合されている、請求項１に記載のナノフォトニックデバイス。
【請求項１０】
前記第３の基板に光学的に結合された単一画素検出器をさらに含む、請求項１に記載のナノフォトニックデバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示に記載される主題は、概して、量子イメージングのための光スイッチと、より具体的には、ボロフェンナノリボンを含む金属－絶縁体－金属構造体により可能となったプラズモニック制御透明性（plasmonic-controlled transparency）とに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ダイヤモンドの表面近くにある窒素－空孔（ＮＶ）センターの密な層（dense layer）を広視野光学顕微鏡で調べて、例えば磁場、電場及び格子ひずみなどの局所量の空間分解マップを作成し、近接して配置されたサンプル又はデバイスについての潜在的に有益な情報を提供することができる。これらの漂遊場（stray fields）の空間マッピングを、カメラで撮像されるＮＶセンターの固定された密な層（fixed dense layer）により達成することができる。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態において、ナノフォトニックデバイスが開示される。このナノフォトニックデバイスは、以下のものを含む：光学的に透明かつ導電性である第１の基板；第１の基板上に存在する光学的に透明かつ電気絶縁性である第２の基板；第１の電極に電気的に結合した第１のボロフェンナノリボンアレイ、ここで、第１の電極及び第１のボロフェンナノリボンアレイは両方とも第２の基板上に存在する；第２の基板中に存在する光学的に透明かつ電気絶縁性である第３の基板；及び第２の電極に電気的に結合した第２のボロフェンナノリボンアレイ、ここで、第２の電極及び第２のボロフェンナノリボンアレイは両方とも第３の基板上に存在する。
【０００４】
一実施形態において、ナノフォトニックデバイスを実装するための方法が開示される。一実施形態において、この方法は、以下を含む：
光学的に透明かつ導電性である第１の基板を形成すること；
第１の基板上に存在する光学的に透明かつ電気絶縁性である第２の基板を形成すること；
第１の電極に電気的に結合した第１のボロフェンナノリボンアレイを形成し、第１の電極及び第１のボロフェンナノリボンアレイの両方を第２の基板上に存在させること；
第２の基板中に存在する光学的に透明かつ電気絶縁性である第３の基板を形成すること；及び
第２の電極に電気的に結合した第２のボロフェンナノリボンアレイを形成し、第２の電極及び第２のボロフェンナノリボンアレイの両方を第３の基板上に存在させること。
【０００５】
本明細書に組み込まれその一部を構成する添付の図面は、本開示の様々なシステム、方法及び他の実施形態を例示する。図中の例示した要素の境界線（例えば、箱、箱の集団、又は他の形状）は、境界線の一実施形態を表すことが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、１つの要素が複数の要素として設計されてもよく、又は、複数の要素が１つの要素として設計されてもよい。いくつかの実施形態では、別の要素の内部コンポーネントとして示されている１つの要素は、外部コンポーネントとして実装されてもよく、その逆も同様である。さらに、要素は正確な縮尺で描かれていない場合がある。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１Ａは、ダイヤモンド基板中のＮＶセンターによるフォトルミネセンスの広視野イメージングのためのシステムの一例を示す。
【０００７】
図１Ｂは、フォトルミネセンスの広視野イメージングのためのシステムのさらなる例を示す。
【０００８】
図２は、本開示に記載のシステム及び方法を実施することができる光スイッチ構造体（optical switching structures）のアレイの一実施形態を示す。
【０００９】
図３は、本開示に記載のシステム及び方法を実施することができる光スイッチ構造体の一実施形態を示す。
【００１０】
図４は、本開示に記載のシステム及び方法を実施することができるナノリボンアレイ構造／パラメータの一実施形態を示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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