巨大光応答を示す新規誘電体薄膜の探索

本研究では、様々な誘電体の薄膜を作成し、それを用いて光照射下のテラヘルツ応答の変化を測定し、光照射によって巨大な光応答を示す物質の探索とそのメカニズムを解明することを目的として、研究を行った。その過程で、誘電体薄膜の膜質モニタ手法としてのテラヘルツ分光法の可能性を実証し、これを用いることで、より結晶性の高い、良質の薄膜作製手法を開発する一助にすることができることを示した。特に量子常誘電体のSrTiO_3薄膜のテラヘルツ電磁波応答を広帯域で測定することに成功し、その誘電特性を決定している、ソフトモードの誘電分散を前領域で明らかにしている。また酸素アニールによってその誘電特性が変化し、よりバルクに近い良質な結晶が得られることを示した。また、分子性の誘電体である強相関有機ラジカル結晶TTTAを測定し、光照射によっておこる光誘起相転移に伴って、テラヘルツ領域の振動モードが大きく変化することを示した。これによって、テラヘルツ領域の測定が広く一般に相転移を示す物質のモニタリング手法として適していることを示している。しかしながら、これまでのところ光照射によるテラヘルツ領域の誘電特性の変化を検出するには至っていない。今後はより高感度のテラヘルツ測定手法を開発していくことで、光照射による微小な変化をも検出できるように系を改良し、光照射下での物性変化メカニズムをテラヘルツ分光、超高速分光の手法を用いて明らかにする研究を行っていく予定である。

本研究では、様々な誘電体の薄膜を作成し、それを用いて光照射下のテラヘルツ応答の変化を測定し、光照射によって巨大な光応答を示す物質の探索とそのメカニズムを解明することを目的として、研究を行った。その過程で、誘電体薄膜の膜質モニタ手法としてのテラヘルツ分光法の可能性を実証し、これを用いることで、より結晶性の高い、良質の薄膜作製手法を開発する一助にすることができることを示した。特に量子常誘電体のSrTiO_3薄膜のテラヘルツ電磁波応答を広帯域で測定することに成功し、その誘電特性を決定している、ソフトモードの誘電分散を前領域で明らかにしている。また酸素アニールによってその誘電特性が変化し、よりバルクに近い良質な結晶が得られることを示した。また、分子性の誘電体である強相関有機ラジカル結晶TTTAを測定し、光照射によっておこる光誘起相転移に伴って、テラヘルツ領域の振動モードが大きく変化することを示した。これによって、テラヘルツ領域の測定が広く一般に相転移を示す物質のモニタリング手法として適していることを示している。しかしながら、これまでのところ光照射によるテラヘルツ領域の誘電特性の変化を検出するには至っていない。今後はより高感度のテラヘルツ測定手法を開発していくことで、光照射による微小な変化をも検出できるように系を改良し、光照射下での物性変化メカニズムをテラヘルツ分光、超高速分光の手法を用いて明らかにする研究を行っていく予定である。