高分解二光子分光によるトラップ中の励起子の空間分布の精密測定

利用高分辨率双光子光谱精确测量陷阱中激子的空间分布

• 批准号: 12740177
• 负责人: 中 暢子
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740177/
• 关键词: 励起子; 二光子共鳴; ポテンシャルトラップ; 亜酸化銅

本研究では、二光子励起により波数ゼロ近傍に生成される冷たい励起子のトラップ中での挙動を、空間分解分光によって詳しく調べた。主な成果は以下の3点にまとめられる。1.パラ励起子の蒸発冷却:従来の一光子励起ではトラップ中でオージェ崩壊と呼ばれる二体衝突が起き、これが高密度励起子の生成を妨げている。衝突した励起子の半数は消滅し、残りの半数はイオン化されたのち主にオルソ励起子に再結合する。一方、本研究の二光子励起の方法では最初に生成される励起子の運動量が極めて小さいことを反映して、パラ励起子の二体衝突でイオン化が起こらず、オルソ励起子への変換も起きないことが明らかになった。衝突したパラ励起子の半数はトラップ障壁を越えてトラップ外に漏れ出すが、その際に運動エネルギーを運び去るため、トラップ中に残されたパラ励起子の数は減少するものの平均温度は低くなる。これは原子のボース凝縮体の生成で用いられている蒸発冷却の方法と同様の機構であり、本研究によってパラ励起子の冷却という低温高密度励起子の生成に向けた新しい可能性が拓けたといえる。2.パラ励起子の二光子共鳴:外場の下で初めて許容となるパラ励起子の二光子遷移を用いて、オルソ励起子を経由せずにパラ励起子だけを波数ゼロ近傍に選択的に生成できることを初めて実証した。3.二重トラップ:ストレス軸が結晶の[110]軸方向となるような新しい配置において結晶内に近接した2つのポテンシャルトラップが生成されることを、前年度に開発した3次元トラヅプ診断法により明らかにした。また、光子エネルギーの異なる2本のレーザービームを用いてそれぞれのトラップに異なる運動エネルギーを持つ励起子を注入する方法や、2つのトラップからの信号を分離して測定する方法を開発した。今後、2つのトラップに生成された励起子の再分布や密度依存性の測定などによって、パラ励起子の多体効果に関する新たな知見が得られることが期待される。

In this study, two photon excitation, wave number generation, spatial resolution and spectral modulation were studied. The main results are as follows: 1. Evaporation and cooling of high density excitation: the generation of high density excitation is hindered by the generation of two-body conflict due to the excitation of one photon. Half of the conflict is eliminated, half of the conflict is eliminated, and half of the conflict is eliminated. In this paper, the method of two-photon excitation in this study is based on the initial generation of excitation, the amount of motion of excitation, the reflection of excitation, the two-body conflict, the transformation of excitation, and the transformation of excitation. The average temperature of the heat exchanger is lower than the average temperature of the heat exchanger. This study aims to explore the possibility of cooling and generating high-density excitation. 2. Two-photon resonance of the laser oscillator: This is the first practical proof that the two-photon migration of the laser oscillator can be used in the external field, and the good laser oscillator can be generated by the laser oscillator with a wave number selected near the range. 3. 2-D diagnosis method: the crystal axis and [110] axis direction are arranged in a new way, and the crystal is close to each other. The method for detecting the signal separation of the photon generator is developed. In the future, new knowledge about the effect of multibody excitation on the redistribution and density dependence of excitation generation will be obtained.

项目成果

N.Naka et al.: "Two-photon diagnostics of stress-induced exciton trap and loading of 1s yellow excitons in Cu20"Phys. Rev. B, in press. 65. 072191-072195 (2002)

N.Naka 等人：“应力诱导激子陷阱的双光子诊断和 Cu20 中 1s 黄色激子的加载”Phys。

N.Naka et al.: "Dynamics of paraexcitons generated in a 3D confined potential well by two-photon resonance excitation in Cu20"J. Lumin.. 94-95. 413-416 (2002)

N.Naka 等人：“Cu20 中双光子共振激发在 3D 限制势阱中产生的副激子动力学”J。

N.Naka et al.: "Experomental study on two-photon oscillator strength of hydrogenic yellow ekcitons in Cu2O."Solid State Common.. 116. 417-419 (2000)

N.Naka 等人：“Cu2O 中氢黄激子的双光子振荡器强度的实验研究。”Solid State Common.. 116. 417-419 (2000)

Y.Nakaymura et al.: "Effect of wandering photons on the excitonic optical signals in Cu20 crystals"Phys. Rev. B. 64. 0332021-0332026 (2001)

Y.Nakaymura 等人：“漂移光子对 Cu20 晶体中激子光信号的影响”Phys。

Y.Nakaymura, et al.: "Effect of reabsorption on electroluminescence of excitonic origin in Cu20"Proceedings of 25^<th>Int. Conf. on The Physics of Semiconductors. 83-84 (2001)

Y.Nakaymura 等人：“重吸收对 Cu20 中激子起源的电致发光的影响”第 25 届国际会议论文集。