高強度テラヘルツ・中赤外パルスによる強相関系の超高速電子状態制御と量子相転移

使用高强度太赫兹/中红外脉冲的强相关系统的超快电子状态控制和量子相变

• 批准号: 21H04438
• 负责人: 岡本 博
• 金额: $ 26.29万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04438/
• 关键词: 光誘起相転移; テラヘルツパルス; 中赤外パルス; 強相関系; 後ほど

テラヘルツパルス光源の高強度化については、チタンサファイア再生増幅器の出力パルス（パルス時間幅約100フェムト秒）をオプティカルパラメトリックアンプを使って波長変換し、波長1.5ミクロンのパルスを発生させ、そのパルスを有機非線形光学結晶であるDSTMSに集光することによって、テラヘルツパルスを発生させた。このテラヘルツパルスの発生および集光光学系を最適化することにより、乾燥空気中で3.5 MV/cmの電場振幅のテラヘルツパルスの発生に成功した。さらに、ダイヤモンドの光学窓つきのクライオスタット中では、2 MV/cmの電場振幅のテラヘルツパルスでの励起が可能となった。このテラヘルツパルスをポンプ光に、中赤外パルスをプローブ光にした反射型ポンプ－プローブ分光測定系を構築した。測定系にはクライオスタットが組み込まれており、10 Kまでの低温での時間分解分光測定が可能となっている。この光学系を用いて、電荷秩序相にあるペロブスカイト型マンガン酸化物 Gd0.55Sr0.45MnO3を、低温（10 K）にて約2 MV/cmの電場振幅のテラヘルツパルスで励起し、その際の中赤外域の反射率変化を測定したところ、低エネルギーに向かって単調に増加する反射率変化が観測された。反射率変化の電場依存性を解析することによって、この信号が、電場で誘起される量子トンネル過程によるキャリア(電子正孔対)生成によるものであることが明らかとなった。今後、電場をさらに増強することによって、電荷秩序絶縁体－金属転移の実現を目指す計画である。

テ ラ ヘ ル ツ パ ル ス light の high strength に つ い て は, チ タ ン サ フ ァ イ ア regeneration の rights of device output パ ル ス (パ ル ス time about 100 フ ェ ム ト seconds) を オ プ テ ィ カ ル パ ラ メ ト リ ッ ク ア ン プ を make っ て wavelength variations in し, wavelength 1.5 ミ ク ロ ン の パ ル ス を 発 raw さ せ, そ の パ ル ス を organic nonlinear optical crystal で あ Youdaoplaceholder0 DSTMSに concentrated light する とによって とによって, テラヘ テラヘ パ パ パ スを スを generated させた. こ の テ ラ ヘ ル ツ パ ル ス の 発 raw お よ び set the room in the department of optimal を す る こ と に よ り, dry air 気 で in 3.5 MV/cm の electric field amplitude の テ ラ ヘ ル ツ パ ル ス の 発 life に success し た. さ ら に, ダ イ ヤ モ ン ド の optical 窓 つ き の ク ラ イ オ ス タ ッ ト in で は, 2 MV/cm の electric field amplitude の テ ラ ヘ ル ツ パ ル ス で の wound up が may と な っ た. こ の テ ラ ヘ ル ツ パ ル ス を ポ ン プ に, the red outside light パ ル ス を プ ロ ー ブ light に し た reflective ポ ン プ - プ ロ ー ブ spectroscopic measurement system を build し た. Measurement system に は ク ラ イ オ ス タ ッ ト が group み 込 ま れ て お り, 10 K ま で の cryogenic で の time breakdown spectral photometry が may と な っ て い る. こ の を department of light with い て, charge order phase に あ る ペ ロ ブ ス カ イ ト type マ ン ガ ン acidification content Gd0.55 Sr0.45 MnO3 を, low temperature (10 K) に て about 2 MV/cm の electric field amplitude の テ ラ ヘ ル ツ パ ル ス で excitation し, そ red outland の reflectance variations in the event の の を determination し た と こ ろ, low エ ネ ル ギ ー に to か っ て 単 adjustable に raised plus す る reflectivity variations change が 観 measuring さ れ た. Reflectivity - turn の electric field dependence を parsing す る こ と に よ っ て, こ で の signal が, electric field induced さ れ る quantum ト ン ネ ル process に よ る キ ャ リ ア hole (electronic) seaborne generated に よ る も の で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. In the future, the electric field をさらに will increase する とによって とによって とによって, and the electricity-metal 転 shift of charge order will occur を. The す plan である.

项目成果

テラヘルツ・中赤外パルスで誘起される強相関系の非線形光学応答、非平衡励起状態と相転移

太赫兹/中红外脉冲引起的强相关系统的非线性光学响应、非平衡激发态和相变

• 发表时间: 2021
• 作者: Ohno Keitaro;Ohta Yusaku;Hino Ryota;Koshimura Shunichi;Musa Akihiro;Abe Takashi;Kobayashi Hiroaki;大坂泰斗，井上伊知郎，山田純平，犬伏雄一，登野健介，松村正太郎，中野勝太，小笠原伊織，佐野泰久，山内和人，玉作賢治，矢橋牧名;石川拓司;岡本博
• 通讯作者: 岡本博