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○監訳にあたって
○翻訳にあたって |
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| 序言 |
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DNAおよび関連生体物質のテラヘルツ分光センシング |
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| ＜T. Globus, D. Woolard, M. Bykhovskaia, B. Gelmmont, L. Werbos, and A. Samuels＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | 生体分子のキャラクタリゼーションで使われる理論 |
| 2.1 | 背景 |
| 2.1.1 | DNAのトポロジーと柔軟性 |
| 2.1.2 | DNAの振動モードの計算 |
| 2.1.3 | 赤外強度 |
| 2.2 | エネルギーの最小化と基準モード解析 |
| 2.3 | 振動子強度 |
| 2.4 | 吸収スペクトルのモデリングとスペクトル解析 |
| 2.5 | DNA断片およびRNA断片のモデリング結果 |
| 3 | 生体分子のキャラクタリゼーションに使われる実験技術 |
| 3.1 | 技術の概説 |
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| 3.2 | FTIR透過分光 |
| 3.2.1 | 感度に対する要請 |
| 3.2.2 | 試料調製 |
| 3.2.3 | 実験手順 |
| 3.3 | 実験結果 |
| 3.3.1 | 吸収係数：広いスペクトル領域 |
| 3.3.2 | 透過スペクトルにおける共鳴モード：低周波数領域 |
| 3.3.3 | 実験的な課題 |
| 4 | 実験結果と理論予測の比較 |
| 5 | 応用：人工ニューラルネットワークの解析 |
| 6 | まとめ |
| | 参考・引用文献 |
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ケミカルセンシングおよびバイオセンシングのための各種テラヘルツ分光技術 |
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| ＜Min K. Choi, Kimberly Taylor, Alan Bettermann, and Daniel W. van der Weide＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | 背景 |
| 3 | 広帯域パルス/応答 |
| 4 | コヒーレント検出を用いた反射分光と透過分光 |
| 5 | 試料調製 |
| 6 | 反射分光 |
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| 7 | 透過分光 |
| 8 | タンパク質溶液の反射分光 |
| 9 | 今後の方向性 |
| 10 | まとめ |
| | 参考・引用文献 |
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生体分子のセンシングにおけるテラヘルツの応用 |
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| ＜Andrea G. Markelz and Scott E. Whitmire＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | 背景 |
| 2.1 | 生体分子の立体構造と立体構造の変化 |
| 2.2 | 既存の構造決定技術 |
| 2.3 | 集団振動モード |
| 3 | テラヘルツ時間領域分光による生体分子の立体構造 |
| 3.1 | 実験装置 |
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| 3.2 | エタロン効果の除去と水和依存性 |
| 3.3 | スペクトル感度と化学敏感性：基準モード密度との比較 |
| 3.4 | 立体構造敏感度と変異敏感度：バクテリオロドプシン |
| 4 | まとめ |
| | 参考・引用文献 |
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テラヘルツおよび赤外スペクトル領域におけるナノスケール複合材料の特性 |
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| ＜John F. Federici and Haim Grebel＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | テラヘルツ分光 |
| 2.1 | 広域テラヘルツ分光 |
| 2.2 | 近接場テラヘルツ分光 |
| 2.3 | 赤外分光およびラマン分光 |
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| 3 | ナノ材料：製作と性質 |
| 4 | ナノ複合材料のテラヘルツ分光 |
| 5 | ナノ複合材料の赤外分光およびラマン分光 |
| 6 | まとめ |
| | 参考・引用文献 |
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地球に対するミリ波およびテラヘルツ波リモートセンシングの基礎 |
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| 1 | まえがき |
| 1.1 | 背景と目的 |
| 1.2 | センサーシステム |
| 1.3 | テラヘルツ固体デバイス：積年の挑戦 |
| 2 | テラヘルツ放射 |
| 2.1 | ポインティング（Poynting）ベクトル：古典的描像 |
| 2.2 | 調和振動子状態：量子的描像 |
| 2.3 | 放射のタイプ |
| 2.3.1 | コヒーレント放射 |
| 2.3.2 | 熱放射 |
| 2.3.3 | 黒体輻射という特例 |
| 2.4 | 放射のゆらぎ |
| 2.4.1 | 量子ゆらぎ |
| 2.4.2 | コヒーレント放射：ポアソンの光子統計 |
| 2.4.3 | 非コヒーレントまたは熱的放射：ボルツマンの光子統計 |
| 2.4.4 | 低周波数限界：ジョンソン・ナイキスト定理 |
| 2.4.5 | 高周波数限界：光子のショット雑音 |
| 2.5 | テラヘルツ波の伝播 |
| 2.5.1 | 大気中の吸収 |
| 2.5.2 | テラヘルツ波への影響：放射エネルギー移動 |
| 2.5.3 | 空気による散乱 |
| 2.6 | テラヘルツパワーの測定 |
| 3 | 自由空間へのテラヘルツ波の結合 |
| 3.1 | デバイス間の経路付け：テラヘルツ波の伝送線路 |
| 3.1.1 | 金属導波管 |
| 3.2 | 自由空間への結合：テラヘルツ波アンテナ |
| 3.2.1 | ワイヤ型テラヘルツ波アンテナ |
| 3.2.2 | ワイヤ型アンテナによる自由空間へのカップリング |
| 3.2.3 | アパーチャ型テラヘルツ波アンテナ：皿形アンテナ，レンズアンテナ，フィードホーンアンテナ，パラボラアンテナ：回折限界 |
| 3.2.4 | レンズアンテナ |
| 3.2.5 | フィードホーンアンテナ |
| 3.3 | モードの数：アンテナ理論とプランク定理の解釈 |
| 3.4 | モード関数の実例 |
| 3.5 | ガウスビーム概論 |
| 3.5.1 | ガウスビームの方法論 |
| 3.5.2 | ガウスビームの表式 |
| 3.5.3 | ガウスビームの変換：代表的なシステム例 |
| 3.6 | Friisの自由空間伝送方程式 |
| 4 | テラヘルツ波受信器のタイプおよび雑音存在下での性能指標 |
| 4.1 | 方式 |
| 4.1.1 | 直接型 |
| 4.1.2 | 前置増幅直接型 |
| 4.1.3 | ヘテロダイン型 |
| 4.1.4 | 前置増幅ヘテロダイン型 |
| 4.2 | 信号/雑音比と雑音等価パワー |
| 4.3 | 雑音等価パワー |
| 4.4 | 雑音等価デルタ温度 |
| 4.5 | 雑音指数とFriisの公式 |
| 5 | テラヘルツ波信号および雑音の処理 |
| 5.1 | 古典的2乗則検波および積分 |
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| 5.2 | 量子的2乗則検波および積分 |
| 5.3 | 古典的なヘテロダイン型およびホモダイン型変換と検波 |
| 5.4 | 量子的コヒーレントヘテロダイン型およびホモダイン型変換と検波 |
| 6 | 放射雑音極限における限界感度 |
| 6.1 | 直接検出型テラヘルツ波センサーの放射雑音限界NEPBD |
| 6.1.1 | コヒーレント信号 |
| 6.1.2 | 熱的信号 |
| 6.1.3 | 任意の信号に対する熱的バックグランドの取り込み |
| 6.2 | 古典的および量子的コヒーレント受信器の放射雑音限界NEPBD |
| 7 | 受信器感度の実際の限界：エレクトロニクス雑音 |
| 7.1 | エレクトロニクスの物理雑音 |
| 7.2 | 等価回路による表示 |
| 7.3 | テラヘルツ波2乗則検波器における電気的雑音限界 |
| 7.4 | ヘテロダインミキサーにおける電気的雑音限界 |
| 8 | 受信器性能の限界と統計 |
| 8.1 | 検出前信号/雑音比の最適値：Northの定理 |
| 8.2 | 検出後のセンサー性能：受信器の動作特性 |
| 8.2.1 | 直接検出型センサー |
| 8.2.2 | ヘテロダイン型（またはホモダイン型）センサー |
| 9 | 4タイプの受動型センサーの総合性能 |
| 9.1 | センサーのシナリオ |
| 9.2 | 古典的2乗則検波による直接検出 |
| 9.2.1 | 一般的解析 |
| 9.2.2 | 検出器個別的解析 |
| 9.2.3 | 実例：ショットキーダイオード直接検出器 |
| 9.3 | ヘテロダイン検出 |
| 9.4 | 前置増幅直接検出 |
| 9.5 | 前置増幅ヘテロダイン検出 |
| 10 | 能動センサーの課題と性能 |
| 10.1 | 能動センサーのシナリオ |
| 10.2 | トランスミッタのタイプ |
| 10.2.1 | 連続波 |
| 10.2.2 | パルス波：テラヘルツ波超短パルス（T-ray） |
| 10.3 | 受信器のタイプ |
| 10.3.1 | 古典的2乗則検波による直接変換 |
| 10.3.2 | 古典的2乗則検波によるヘテロダイン変換およびホモダイン変換 |
| 10.4 | 実例：吸収信号測定用能動センサーの設計 |
| 10.4.1 | 吸収信号の特性 |
| 10.4.2 | センサー設計：直接型およびホモダイン型差分吸収レーダー |
| 10.4.3 | 425GHzにおける直接型センサーおよびホモダイン型センサーの性能 |
| 11 | 2次元イメージングと広範な利用の追求 |
| 11.1 | 帰納的方法 |
| 11.2 | 空間サンプリングによるイメージング |
| 11.3 | ミリ波イメージング機器の応用と実例 |
| | 参考・引用文献 |
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量子ドットと微小共振器を使用したテラヘルツ放射 |
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| ＜Glenn S. Solomon, Zhigang Xie, and Mukul Agrawal＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | テラヘルツ波の発振領域 |
| 2.1 | テラヘルツ波の発光源 |
| 2.2 | 自由キャリヤ損失，フォノン損失，オージェ損失，および価電子帯間吸収損失 |
| 2.3 | テラヘルツデバイスの材料，製作，および幾何構造に関連する課題 |
| 3 | テラヘルツ波発生源としての量子ドット（QD）と共振器 |
| 4 | 非対称結合量子ドット（CAD）レーザー |
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| 5 | 量子ドット微小共振器テラヘルツ波源 |
| 5.1 | 微小共振器における自然放出の増強 |
| 5.2 | マイクロディスクにおけるテラヘルツ波光学モードの計算 |
| 5.2.1 | 共振器内の許容モード |
| 5.3 | マイクロディスク内でのQDの配置 |
| 5.4 | レーザー用光学遷移の同調 |
| 6 | まとめ |
| | 付録：屈折率の計算 |
| | 参考・引用文献 |
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半導体量子構造におけるテラヘルツ輸送 |
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| ＜S. J. Allen and J. S. Scott＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | 高周波数量子輸送 |
| 3 | フォトンアシスト輸送 |
| 4 | 動的局所化と負性コンダクタンス |
| 5 | コヒーレントミニバンド超格子 |
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| 6 | 超格子デバイスが持つテラヘルツ利得媒質の可能性 |
| 7 | まとめ |
| | 参考・引用文献 |
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トンネル効果ナノ構造体における不安定化の先端理論 |
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| ＜D. L. Woolard, H. L. Cui, B. L. Gelmont, F. A. Buot, and P. Zhao＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | トンネル効果構造体における固有振動 |
| 2.1 | 序論 |
| 2.2 | 不安定の一般理論 |
| 2.3 | 数値解の技術 |
| 2.3.1 | Wigner-Poissonモデル |
| 2.3.2 | 多重サブバンドモデル |
| 2.4 | シミュレーション結果と不安定解析 |
| 2.4.1 | シミュレーション結果 |
| 2.5 | 結論および設計基準のまとめ |
| 3 | 固体テラヘルツ発生における2重性理論 |
| 3.1 | 序論 |
| 3.1.1 | タイプⅠRTS |
| 3.1.2 | タイプⅡRTS |
| 3.2 | 非線形量子動力学 |
| 3.2.1 | タイプⅠRTSの振動ダイナミクス |
| 3.2.2 | タイプⅡRTSの振動ダイナミクス |
| 3.3 | 安定性解析 |
| 3.4 | リミットサイクル（極限閉軌道）解 |
| 3.5 | 考察 |
| 3.5.1 | 電流の平均値 |
| 3.5.2 | 振幅との関係 |
| 3.5.3 | 振動周波数とその依存性 |
| 3.5.4 | テラヘルツ発生の等価回路モデル |
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| 3.6 | 結語 |
| 4 | 食い違い（staggered）バンドギャップトンネル構造体に対する多重バンド物理に基づく輸送モデル |
| 4.1 | 序論 |
| 4.2 | バンド間輸送のモデル |
| 4.3 | シミュレーション結果と結論 |
| 5 | 多重バンドトンネル構造に対する非平衡Green関数輸送理論 |
| 5.1 | 序論 |
| 5.2 | 多重バンド非平衡Green関数に対する運動方程式の第一原理による導出 |
| 5.3 | 多重バンド半導体に対する量子輸送方程式のキネティック記述 |
| 5.3.1 | 多重バンド非平衡Green関数（MBNGF）に対する運動方程式（EOM）のデカップリング |
| 5.3.2 | MBNGFに対するEOMの積分 |
| 5.3.3 | 輸送方程式のシミュレーション |
| 5.4 | 多重バンド半導体に対する量子輸送方程式のダイナミック記述 |
| 5.4.1 | 粒子数バランス方程式 |
| 5.4.2 | エネルギーおよび運動量の保存則 |
| 5.5 | 結論 |
| 6 | まとめ |
| | 付録：緩和時間近似 |
| | 参考・引用文献 |
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量子デバイス－回路のウィグナー関数によるシミュレーション |
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| ＜H. L. Grubin and R. C. Buggeln＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | スピンが設計パラメータでないときの物理モデル |
| 3 | 古典的構造体に対する計算 |
| 4 | ベースライン直流特性 |
| 5 | 過渡デバイスのシミュレーション |
| 6 | 自励発振器としてのRTD（共鳴トンネルダイオード） |
| 7 | まとめ |
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| | 付録：離散型方程式 |
| （1） | 離散型支配方程式 |
| （2） | ウィグナー行列 |
| （3） | 行列要素 |
| （4） | 行列の右辺 |
| （5） | 逆行列 |
| | 参考・引用文献 |
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プラズマおよび生体分子の連続波テラヘルツ分光 |
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＜D. F. Plusquellic, T. M. Korter, G. T. Fraser, R. J. Lavrich, E. C. Benck,C. R. Bucher,
A. R. H. Walker, and J. L. Domenech＞ |
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| 1 | まえがき |
| 2 | 連続波テラヘルツ分光計 |
| 3 | プラズマ診断 |
| 4 | 生体分子のテラヘルツスペクトル |
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| 4.1 | ビオチン（biotin） |
| 4.2 | ミオグロビン |
| 5 | まとめ |
| | 参考・引用文献 |
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| 索引 |
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