半導体結晶の超微粒子化による光キャリヤの3次元的量子閉じ込め効果の研究

超细半导体晶体对光载流子的三维量子限域效应研究

• 批准号: 02205054
• 负责人: 時崎 高志
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02205054/
• 关键词: 半導体超微粒子; 非線形感受率; 超高速緩和; 時間分解分光

ガラス中に埋め込まれた半導体超微粒子を対象とし,光励起された電子・正孔,励起子の光学非線形性について研究を行っている。本年度は主に発光測定により微粒子の粒径に依存したキャリヤの動的挙動について考察を行った。半導体としてIIーVI族のCdSe,IーVII族のCuClを用い,これをガラス中に分散し,熱処理条件を大きく変えることで種々の粒径の微粒子を得た。本年度は特に大きな粒径の試料作製に重点を置いた。CdSeでは,これまで得られなかった励起子吸収の存在する大きなサイズの微粒子作製に成功した。これによって一種類の半導体で閉じ込めの状況が大きく変えられることになり,光学特性の粒径依存性が統一的に議論できる。超微粒子ではキャリヤの量子閉じ込め効果のために吸収端は短波長側へシフトするので,発光スペクトルとその超高速ダイナミクスを調べるための紫外ピコ秒パルス光源が必要である。本研究では,CWモ-ド同期YAGレ-ザ-で同期励起した色素レ-ザ-(パルス幅2ps)を用い,高効率の非線形光学結晶(BBO)を用いて和周波混合を行うことで,370〜395nmのピコ秒パルスを得た。これを用いてCuCl微粒子の励起子発光寿命を測定し,粒径と振動子強度との関係を考察した。測定に高速の光電子増倍管と単一光子計数法を用いたので100ps以下の寿命まで観測された。測定結果より発光寿命は粒径のー2.1乗に比例することが分かり,これは理論的予測のー3乗に近く,励起子の再結合確率が粒径に伴って増加する“励起子超放射現象"の実験的な検証である。現在,CuCl微粒子について非線形感受率X^<(3)>測定を始めており,励起子の共鳴効果によるX^<(3)>増大が認められている。今後は更にフェムト秒パルスを用いた過渡吸収分光等を行い,超微粒子に特有な量子準位と光学非線形性,超高速緩などとの関係について考察する予定である。

ガ ラ ス に buried め 込 ま れ た semiconductor utrasmall particle を like と seaborne し, excitation light up さ れ た electronics is hole, excitation screwdriver の optical nonlinear sex に つ い を line っ て research て い る. This year は main に 発 light に よ り の particles size に dependent し た キ ャ リ ヤ の 挙 of move に つ い て line inspection を っ た. Semiconductor と し て II ー VI clan の CdSe, I ー VII clan の CuCl を い, こ れ を ガ ラ ス に dispersed し, large heat 処 principle conditions を き く - え る こ と で kind 々 の size の particles を た. This year, the に focus of the production of <s:1> special に large <s:1> な particle size <s:1> test materials is を placed on た た. CdSe で は, こ れ ま で have ら れ な か っ た excitation screwdriver suction 収 の is す る big き な サ イ ズ の に success the particles cropping し た. こ れ に よ っ て kind の semiconductor で closed じ 込 め の condition が big き く - え ら れ る こ と に な り, optical properties の particle size dependence が unification of に で き る. Utrasmall particle で は キ ャ リ ヤ の quantum closed じ 込 め unseen fruit の た め に suction 収 は short wavelength side へ シ フ ト す る の で, 発 light ス ペ ク ト ル と そ の ultra-high-speed ダ イ ナ ミ ク ス を adjustable べ る た め の ultraviolet ピ コ seconds パ ル ス light が necessary で あ る. This study で は, the CW YAG レ モ ド - the same period the same period - ザ - で wound up し た pigment レ ザ - (パ ル ス picture 2 ps) を い, high rate of unseen の nonlinear optical crystal (BBO) を い て and line frequency mixing を う こ と で, 370 ~ 395 nm の ピ コ seconds パ ル ス を た. The <s:1> れを was determined by the luminous lifetime を of the <s:1> てCuCl micro-particle calciner, and the relationship between the particle size と vibrator strength と を was investigated by を. To determine the に high-speed <s:1> photoelectron multiplier tube と単, the one-photon counting method を is used. The <s:1> lifetime まで観 below 100ps is measured by <s:1> た <s:1> で で された. Determination results よ り 発 は light life size の ー 2.1 乗 に proportion す る こ と が points か り, こ れ は theory to measure の ー 3 乗 に nearly く, excitation screwdriver の combining probabilistic が size に with っ て raised plus す る "excitation screwdriver ultra radiation phenomenon" の be 験 of な 検 card で あ る. Now, CuCl particles に つ い て nonlinear susceptibility X ^ < > (3) determination of beginning を め て お り, excitation screwdriver の resonance unseen fruit に よ る X ^ < > (3) raised large が recognize め ら れ て い る. Future は more に フ ェ ム ト seconds パ ル ス を with い た transition 収 absorption spectral line を い, utrasmall particle に な quasi quantum bit と unique optical nonlinear, ultra-high speed slow な ど と の masato is に つ い て investigation す る designated で あ る.

项目成果

中村 新男: "半導体,金属微粒子の光学非線形性" 応用物理. 59. 738-745 (1990)

Arao Nakamura：“半导体和金属粒子的光学非线性”应用物理 59. 738-745 (1990)。

中村 新男: "半導体微粒子分散ガラスの量子サイズ効果と光学非線形性" 光学. 91. 10-16 (1990)

Arata Nakamura：“半导体细颗粒分散玻璃的量子尺寸效应和光学非线性”光学。 91. 10-16 (1990)