Development of metal research with ultrafast luminescence spectroscopy

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１．ナノ構造体の発光：　金ナノ構造体における励起光と発光の偏光相関を詳しく調べるために、等方的なナノ構造（円形及び正方形、サイズ260～340 nm）を作製し、偏光特性を測定した。その結果、円形試料については励起光の偏光と同じ偏光の発光が強く出る偏光メモリー効果があること、発光の振動数がプラズモン共鳴に近いときほどそのメモリー効果が大きいことがわかった。さらに、正方形試料では偏光が辺に平行な場合と、対角線方向に平行な場合で、メモリー効果が逆になることが分かった。２．マグネシウムにおけるバンド間遷移発光：　表面粗さの異なる２つのMg試料について、バンド内遷移とバンド間遷移の強度を比較したところ、その比率は、表面粗さに依存しないことが分かった。これは、バンド内遷移が必ずしも表面凹凸に起因する波数保存則の破れを必要としないことを意味し、これまでの定説と整合しない。新しい発光モデルについて現在検討中である。３．銅ニッケル合金における発光：　これまでの研究で、銅の発光は寿命が長く強度が大きいこと、ニッケルでは逆に寿命が短く、強度が小さいことが分かっているので、これらの合金での振舞いに興味を持ち、組成の異なる試料について、発光特性を調べた。その結果、ニッケルの比率が20～30%程度のところで、急激に寿命が短くなり、強度が下がることが分かった。規則合金に対するバンド計算との比較により、フェルミ面直下でのNiのd電子の状態密度の成長が、発光特性に影響していることが示唆された。４．発光特性と電子比熱の相関：　15種類の単体金属元素について、その発光強度と寿命を測定し、比較したところ、両者に非常によい相関関係があることが分かった。また、発光寿命と文献にある低温電子比熱の相関を調べたところ、比熱が大きいほど寿命が短いという相関関係があることが分かったが、少数の例外（軽金属）があることも分かった。