シングルショットフェムト秒分光法の開発と固体中の不可逆光誘起現象の解明

单次飞秒光谱的发展和固体中不可逆光致现象的阐明

• 批准号: 11440091
• 负责人: 武田 淳
• 金额: $ 9.34万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11440091/
• 关键词: 不可逆光誘起現象; シングルショット; フェムト秒分光法; 光カーゲート; ZnOエピタキシャル薄膜; 光誘起磁気相転移; ヘテロ環状ラジカル; 光サンプリング; 光カーゲート法; ベータカロチン; 分子内プロトン移動; フォトクロミズム; 逆フォトクロミズム; ナノ秒過渡吸収分光

本課題では超高速で生じる光誘起現象、とりわけ固体中の不可逆な光誘起現象の過渡的振る舞いを明らかにできる分光法の開発をめざした。また興味ある光誘起現象を示す物質を探索し、開発した分光法によりその物性解明を行った。本課題で構築した分光法は、1.シングルショット過渡吸収分光法、2.光カーゲート時間分解発光分光法、3.光サンプリング過渡回折分光法の三種類である。1においては、ゲート光と時間を数ピコ秒に拡大した単色のプローブ光とをカー媒質上で角度を付けて線状に絞り込むことにより光学系を構築した。HITCI色素の吸収のブリーチングを観測したところ、250フェムト秒間隔の分子振動をレーザパルス〜100ショットの積算で明瞭に観測できた。しかしながら当初目的の1ショットではSNの良いデータの取得はできなかった。今後プローブ光を白色光にし時間及びスペクトル情報を瞬時に計測できるシステムにするとともに、1ショットにおいてもSNの良いデータ取得ができるように改良を加える必要がある。2においては、高屈折ガラスをカー媒質として用いることにより、時間分解能〜200フェムト秒の光カーゲート時間分解発光分光法を立ち上げた。この方法により、ベータカロチンおよびZnOエピタキシャル薄膜中に光励起された電子-正孔プラズマ状態からの時間分解発光スペクトルの測定に成功した。3においては、繰り返し周波数のわずかに異なる2台のフェムト秒レーザを用いて光サンプリング過渡回折分光法を構築し、サブピコ秒から数ナノ秒までの広い時間範囲にわたって、GaAs量子井戸の励起子の位相緩和、エネルギー緩和、スピン緩和を同一のシステムで捉えることに成功した。この他に、ハロゲン架橋白金錯体における一次元励起子の波束の運動の観測、フォトクロミック化合物の光構造変化の動的過程の観測、ヘテロ環状ラジカル結晶における磁気双安定性の光制御を行った。

This topic is about the development of ultra-high-speed photoinduced phenomena, irreversible photoinduced phenomena in solids, and the transition of optical spectroscopy. Light induced phenomena are discovered and properties are clarified by spectroscopic methods. This subject consists of three types: 1. transition absorption spectroscopy; 2. time resolution spectroscopy; 3. transition reflection spectroscopy. 1. The optical system is constructed in such a way that the light is reflected in the medium and the angle is reflected in the light. HITCI pigment absorption and molecular vibration measurements at intervals of 250 seconds to 100 seconds were performed. The original goal of the first time is to achieve the goal of the first time. In the future, the white light and the color information will be measured instantaneously. 2. High refractive index, high refractive index. This method is successful in determining the optical excitation of electron-positive hole in ZnO thin films. 3. Phase relaxation, growth relaxation, and relaxation of GaAs quantum well excitation are successfully achieved by using the transition optical spectroscopy method. The measurement of beam motion of primary excitation, the measurement of dynamic process of optical structure transformation of compounds, and the measurement of optical control of magnetic bistability in the presence of platinum complexes.

项目成果

"Decay Processes of a Photo-Excited State in a Strong Electron-Phonon Coupling System Trans-[Pt(en)_2Cl_2](ClO_4)_2"

“强电子声子耦合系统 Trans-[Pt(en)_2Cl_2](ClO_4)_2 中光激发态的衰变过程”

• 发表时间: 2000
• 期刊: J. Phys. Soc. Jpn. 69
• 作者: K. Sakata;S. Kamei;T. Sekiya;J. Takeda and S. Kurita
• 通讯作者: J. Takeda and S. Kurita

Bridging-halogen dependence of ultrafast dynamics of excitons in quasi-one-dimensional platinum complexes

准一维铂配合物中激子超快动力学的桥接卤素依赖性

• 发表时间: 2001
• 期刊: International Journal of Modern Physics B 15
• 作者: S.Tomimoto;S.Saito;T.Suemoto;K.Sakata;J.Takeda;S.Kurita
• 通讯作者: S.Kurita

"Transient Absorption Spectroscopy of a Photochromic Dinitrobenzylpyridine"

“光致变色二硝基苄基吡啶的瞬态吸收光谱”

• 发表时间: 2000
• 期刊: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 345
• 作者: Y. Ikeda;J. Takeda and S. Kurita
• 通讯作者: J. Takeda and S. Kurita

J.Takeda, S.Kurita, Y.F.Chen, T.Yao: ""Ultrafast Carrier Dynamics in ZnO Epitaxial Thin Films Studied by Optical Kerr Gate Luminescence Spectroscopy""International Journal of Moder Physics B. 15. 3669-3672 (2001)

J.Takeda、S.Kurita、Y.F.Chen、T.Yao：“通过光学克尔门发光光谱研究的 ZnO 外延薄膜中的超快载流子动力学””国际现代物理学杂志 B. 15. 3669-3672 (2001)

S.Tomimoto, S.Saito, T.Suemoto, K.Sakata, J.Takeda, S.Kurita: ""Bridging-Halogen Dependence of Ultrafast Dynamics of Excitons in Quasi-One-Dimensional Platinum Complexes""International Journal of Modern Physics B. 15. 3981-3984 (2001)

S.Tomimoto、S.Saito、T.Suemoto、K.Sakata、J.Takeda、S.Kurita：“准一维铂配合物中激子超快动力学的桥接卤素依赖性”《国际现代物理学杂志》