アモルファスカルコゲナイド半導体における異方性光誘起構造変化現象の研究

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物質の準安定状態であるガラス状態は、通常、熱的な励起により、安定な結晶状態に移行する。アモルファスカルコゲナイド半導体ではこの転移を光照射によって起こすことができる。光には偏光方向の自由度があるので、このような構造変化にかかわる特徴的な方向(例えば結晶軸)を励起光の偏向方向によって制御できる可能性がある。本研究では、光誘起構造変化現象における光励起状態の緩和過程の果たす役割について調べる。アモルファスカルコゲナイド半導体における、光励起直後の電子励起状態の緩和過程を調べることを目指して。フェムト秒光パルスを用いたポンププローブ超高速過渡的反射率変化測定装置を組み立てた。この測定装置に用いる新しい共通パス型の干渉計を開発した。本装置により試料のピコ秒時間領域の反射率変化および表面変位を検出することができる。装置の評価のためにアモルファスSi薄膜についての測定を行った。結果を定量的に理解するために、薄膜試料内での熱伝搬、超音波伝搬、電子格子相互作用を考慮したモデルの構築を行った。また、等方的なアモルファス物質中に光によって誘起される非等方的な誘電率変化を検出するための実験配置について詳しい検討を行った。