レーザー光電子分光による半導体界面光励起電子ダイナミクスの直接観測と学理の探求

利用激光光电子能谱直接观察半导体界面光生电子动力学并进行理论探索

• 批准号: 21H04673
• 负责人: 五神 真
• 金额: $ 27.96万
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04673/
• 关键词: 光物性

A.層状半導体を対象とした高密度励起状態の光電子分光測定: 層状半導体であるGaSeを対象とした光励起状態の光電子分光を進めた。GaSeの光励起状態においては励起子が形成され、かつ高強度に光励起した場合には励起子状態から電子正孔プラズマ状態に遷移するモット転移が生じると分光測定から報告されている。しかし励起子から電子正孔プラズマ状態に遷移する際に生じる励起電子の変化を光電子分光等の手法を用いて直接的に見た実験報告は未だない。本年度我々は、再生増幅器を光源としたポンプ・プローブ光電子分光測定(ポンプ光3.2 eV プローブ光6.4 eV)によって、GaSeの光励起状態の光電子信号取得に成功した。また、光電子分光による光励起状態観測の際に障壁となり得る空間電荷効果の大きさについて評価し、本測定では大きな問題にはならないことを確認した。さらに、光励起したGaSeからの発光についてストリークカメラを用いた時間分解分光を並行して行い、寿命などの基礎的なパラメータを取得した。B.3次元半導体を対象とした測定: 3次元半導体の典型物質である亜酸化銅を対象としたポンプ・プローブ光電子分光測定を目標としている。本年度は、光電子分光測定に適切な励起強度について検討するため、亜酸化銅における高密度電子正孔系の状態観測を発光観測により進めた。C.光触媒物質を対象とした測定:代表的な光触媒物質であるTiO2やSrTiO3等を対象として研究を進める。本年度は、半導体や絶縁体を光電子分光測定する際に障壁となる、チャージアップについてその対策を検討した。D.光源開発: 我々が開発している誘電体ナノメンブレンを用いた真空紫外領域における円偏光3倍波発生法は多様な励起光源に適用でき、特に光電子分光用の光源として期待される。本年度は光電子分光への活用を目指し、導入のための光学系などの構築・設計を進めた。

A.半导体激光器高密度激励起形发光量子分光光度测定：半导体激光器GaSe晶体激光器高密度激励起形发光量子分光光度测定。GaSe发光起激励中子形成激励机制，高强度发光起激励复合激励中子形成激励机制，中子正孔发光形成激励机制，迁移形成激励机制。しかし励起子から電子正孔プラズマ状態に遷移する際に生じる励起電子の変化を光電子分光等の手法を用いて直接的に見た実験報告は未だない。本年度我墙板翻新，再生发现器光源发光二极管发光二极管·砷化镓发光量子分光光度测定（砷化镓发光3.2 eV，砷化镓发光6.4 eV）发光标准，GaSe发光激励起形发光量子信号取得成功。また、光電子分光による光励起状態観測の際に障壁となり得る空間電荷効果の大きさについて評価し、本測定では大きな問題にはならないことを確認した。因此，光引发GaSe的光致变色光致变色发光机制的激励机制是利用光致变色光分解分光引发行发光机制进行的，因此，光引发GaSe的光致变色发光机制的激励机制是获得成功的关键。B.3普通半导体发光元件特性确定：3普通半导体发光元件类型物质的选择性氢化氢化发光元件特性确定·氢化发光元件分光光度确定类型确定。本年度は、光電子分光測定に適切な励起強度について検討するため、亜酸化銅における高密度電子正孔系の状態観測を発光観測により進めた。C.光触敏物质介导的氧化还原确定：代表性的光触敏物质介导的TiO2-SrTiO3等氧化还原现象的研究。本年度は、半導体や絶縁体を光電子分光測定する際に障壁となる、チャージアップについてその対策を検討した。D.光源杀菌：我墙板内的发光体发光，发光体利用真空外空域发光灭活偏振光3倍波长的方法多激励起光源杀菌利用率，特发光光子分光利用光源杀菌利用率期待提高。本年度は光電子分光への活用を目指し、導入のための光学系などの構築·設計を進めた。

项目成果

2次元半導体光強励起状態に対する光電子分光の理論

二维半导体光激发态光电子能谱理论

• 发表时间: 2022
• 作者: 黒田聖也;鈴浦秀勝;津森貴大;森田悠介;五神真
• 通讯作者: 五神真

Mid-infrared dielectric response of Fermi-degenerate electron-hole droplets in diamond

金刚石中费米简并电子空穴液滴的中红外介电响应

• DOI: 10.1103/physrevb.106.235205
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Omachi J.;Naka N.;Yoshioka K.;Kuwata-Gonokami M.
• 通讯作者: Kuwata-Gonokami M.