量子ドットおよびその集合体と光との共鳴相互作用の理論

量子点及其聚集体与光的共振相互作用理论

• 批准号: 08640427
• 负责人: 萱沼 洋輔
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08640427/
• 关键词: 量子ドット; 微粒子; 共鳴光散乱; 量子サイズ効果; 過渡光吸収スペクトル

研究課題の(1)量子閉じ込めを受けた励起子状態から、高い励起状態への過渡吸収スペクトルの解析 に関しては、この目的のために球状の量子ドットを想定し、全角運動量のS、およびP状態の固有状態を計算するスキームを完成し、数値計算を実行した。オイラー角表示により変数分離を行い、クーロン引力の効果をあらかじめ取り込んだcorrelated basis functionによる展開を用いることで、高い精度の計算が可能になった。エネルギースキームの計算とともに、最低S状態からP状態への過渡光吸収スペクトルの計算も行った。その結果、サイズの大きな励起子閉じ込め領域では、相対運動の1s状態から2p状態への遷移が主ピークを作り、np(n>2)状態への遷移が高エネルギー側への裾を作る。ドットサイズが有効ボ-ア半径と同程度以下の個別閉じ込め領域になると、電子と正孔の独立な1s→1p遷移へと描像が変化し、その結果、吸収バンドは2本に分裂する。これらの計算結果は、東北大学工学部応用物理学科で最近行われた、NaCl結晶中CuCl微結晶の赤外過渡吸収スペクトルの微粒子サイズに依存した変化をよく再現することが確かめられた。研究課題の(2)多数個の量子ドット集合体とフォトンとの共鳴相互作用 については、2個の同一原子からなる2分子モデルを用いて、共鳴散乱効果の計算を行った。可視域の光散乱だけでなく、軟X線を用いた内殻からの共鳴励起の実験に着目し、二つの原子の内殻正孔の間のコヒーレンスとその部分的破れが、発光スペクトルにどのように反映されるか、簡単な確率過程モデルにより計算を行った。共鳴励起により、二つの原子にまたがった重ね合わせの状態として作られた内殻正孔が、位相の破れとともに、どちらかの原子に局在してゆくようすが、発光スペクトルの変化として観測される。量子ドット系に対する可視域での共鳴光散乱と、軟X線領域での内殻励起共鳴光散乱との間には、「共鳴Bragg散乱」としての共通性がある。すなわち、物質系の励起状態のコヒーレンスが、散乱(放出)光の空間的コヒーレンスとして、どのように観測されるか、という問題である。可視域の共鳴散乱に対しても、ランダムに分布する2準位系のモデルにより、数値計算を実行した。波長がドット間の平均距離と同程度の場合、空間的共鳴条件(Bragg散乱)と時間的共鳴条件(共鳴Rayleigh散乱)の絡み合いによって、2種類の共鳴増大ピークが現われることを見い出した。

The research topics include: (1) quantum close state, high excitation state, transient absorption state analysis, spherical quantum close state, calculation of S, P state and intrinsic state of full angular motion. The right angle indicates that the number of separation is in the middle of the line, and the gravity is in the middle of the line. The calculation of high precision is possible. The lowest S state, the lowest P state, the lowest P state, As a result of this, the movement of the main and np(n>2) states in the 1s state and the 2p state of the relative motion is reversed. For example, if the electron and positive hole are separated from each other, the electron and positive hole are separated from each other. The calculation results show that the absorption of CuCl microcrystals in NaCl crystals depends on the reproduction of microparticles in the Department of Applied Physics, Tohoku University. Research topic (2) Calculation of resonance scattering effect of multiple quantum dot aggregates, two identical atoms and two molecules. The light scattering of the visible field, the resonance excitation of the inner shell in the soft X-ray application, the breakdown of the inner shell positive hole between the atoms, the reflection of the light scattering, the calculation of the simple accuracy process. Resonance excitation, two atoms, two The resonance light scattering in the visible field of the quantum system, the resonance light scattering in the inner shell excitation in the soft X-ray field, the resonance Bragg scattering, and the commonality are discussed. The excitation state of matter system, the scattering (emission) of light space, the detection of light, and the middle problem. The resonance scattering of the visual field is carried out in the calculation of the number of the two level systems. When the average distance between wavelengths is equal to the occasion, the resonance condition of space (Bragg scattering) and the resonance condition of time (resonance Rayleigh scattering) are combined, two types of resonance increases can be seen.

项目成果

Y.Kayanuma: "Stokes Phase and Geometrical Phase in a Driven Two-Level System" Phys.Rev.A. 55(4). R2495-R2498 (1997)

Y.Kayanuma：“驱动两级系统中的斯托克斯相和几何相”Phys.Rev.A。

H.Matsuda et al.: "Heitler Experiment in J-Aggregate" Mol.Cryst.Liq.Cryst.291. 57-63 (1996)

H.Matsuda 等人：“J-Aggregate 中的 Heitler 实验”Mol.Cryst.Liq.Cryst.291。

K. Matsuda: "Heitler Experiment in J-Aggregate" Mol. Cryst. Liq. Cryst.Vol. 291. 57-63 (1996)

K. Matsuda：“J-Aggregate 中的 Heitler 实验”Mol。

M.Simon et al: "Nuclear Motion of Core Excited BF_3 Probed by High Resolution Auger Spectroscopy" Phys.Rev.Letters. 79(20). 3857-3860 (1997)

M.Simon 等人：“高分辨率俄歇光谱探测核心激发 BF_3 的核运动”Phys.Rev.Letters。

S. Tanaka: "Lattice Relaxation and Resonant X-ray Emission of C is core Exciton in Diamond" Solid State Commun.Vol. 100 No. 2. 77-81 (1996)

S. Tanaka：“C 的晶格弛豫和共振 X 射线发射是金刚石中的核心激子”Solid State Commun.Vol。