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Ultrafast control of phase in strong correlated electronic system by intense mid-infrared light

强相关电子系统中强中红外光相位超快控制

基本信息

批准号：
18H05850
负责人：
内田健人
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-08-24 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、強相関電子系を高強度中赤光によって極端非線形な領域まで強く駆動することで実現する非平衡状態を、高次高調波発生やTHz放射を通して明らかにすることを目的としている。この目的の達成には、不透明な材料や金属からの高調波検出および、低温に試料を冷却する必要がある。そこで本年度は、不透明な試料や金属試料における高次高調波発生を観測するために、反射型の高次高調波検出系の構築を行った。このとき偏光特性や方位依存性を正確に測定できるように光学系に工夫を行った。既知の試料を用いて高調波を観測することで、実際に反射型でも問題なく高調波の偏光特性や方位依存性の観測が行えることを確認した。また、低温での実験を実現するために冷凍機への反射型高調波観測システムの組み込みを行った。これによって、これまで高調波観測が困難であった可視域で不透明なバルク試料に対して、高調波の温度依存性を観測することが可能になり、相転移点をまたいで高調波の発生効率が大きく変化することを確認した。また、実験系構築と同時並行で従来の透過型高調波検出システムを用いて、異方性の強い電子系である黒リンにおいて高次高調波発生の特性を観測した。線形光学応答や3次の非線形光学応答から予測される擬一次元的な振る舞いとは異なる特異な異方性が現れることを明らかにした。これは高強度な中赤外光電場によって電子がブリルアンゾーンのバンド端から遠く離れた領域まで駆動されていることを示唆する結果となっている。

In this study, the strong correlation electron system is characterized by high intensity red light, extreme nonlinear field, strong vibration, nonequilibrium state, high order high frequency wave generation, THz emission and light transmission. To achieve this goal, opaque materials and metals are required for high-frequency emission and low-temperature sample cooling. This year, the construction of high-order high-frequency wave detection system for opaque and metal samples was carried out. The polarization characteristics and orientation dependence of the optical system are measured correctly. It is known that the sample is used for high-frequency wave detection, and the reflection type is used for high-frequency wave polarization characteristic detection. The reflective high-frequency wave detection system of refrigerator has been developed in the field of low temperature and low temperature. This is because it is difficult to detect high frequency waves, and it is possible to detect high frequency waves with high frequency wave generation rate. The characteristics of transmission type high-frequency wave generation system and anisotropic high-frequency wave generation system were measured. Linear optical response, third-order and non-linear optical response, quasi-one-dimensional vibration, heterotropy, and heterotropy The result of this is that the high intensity red light electric field can be used to generate electrons in the far field.