Generation of coherent phonon-anglular-momentum state by using light and terahertz wave

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物質中の原子の振動の量子であるフォノンは，これまでエネルギーと結晶運動量のみを担うものと考えられてきた．しかし，最近の研究によって，フォノンがスピンや軌道の角運動量を持ち，非磁性体においてもフォノンが磁性を担うことなどが明らかになってきた．フォノンのスピンや軌道角運動量は，光のスピン（円偏光）や軌道角運動量（光渦）と交換をすると考えられるため，フォノンに共鳴する円偏光・光渦のテラヘルツ波や，円偏光・光渦を用いた誘導ラマン過程によって，角運動量を持ったフォノンをコヒーレントに励振できるものと期待される．本研究は，光とテラヘルツ波を駆使して，フォノンスピン，フォノン渦のコヒーレント励振すること，および，これらと磁気的な素励起との協奏による新しい物性の開拓を目的とする．2022年度の研究実績概要は，(i) 円偏光誘導ブリルアン散乱のセットアップが完了し，運用を開始したこと，(ii) ハイパーラマン散乱分光システムを新たに構築したこと，(iii)α水晶に対するハイパーラマン散乱の実験に着手できたこと，(iv) 円偏波テラヘルツ波・テラヘルツ波渦（vortex）発生・制御の実験に着手できたこと，などが挙げられる．