金属多層超薄膜を用いた高二次非線形光学媒質の開発

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本年度の成果は以下の通りである。1)前年に引き続き多層膜の実験の準備段階としてAu一層膜の表面電子状態を光第二高調波分光法で詳しく調べた。特にNaCl(100)上にAuを0.4nm堆積させた膜についてSH光強度スペクトルを観測した。この膜は島状であるが、エピタキシャルにAu(100)が成長している膜である。この膜について3.2eVという、この物質としては非常に高いエネルギー位置にSH光の共鳴が見つかった。この共鳴は表面プラズモンポラリトン励起によるものではないことは、反射スペクトルなどとの比較によりわかった。結論としてこの共鳴はAu(100)面におけるX点の電子遷移に対応する共鳴であると推測した。2)3層膜系についていくつかの系について実験を行い1つの系について本研究の目的に合致する結果を得た。Ag,Cu,Rhの3元の組み合わせについてABCABCAの積層とABCCBA(A=Ag,B=Cu,C=Rh)の積層(各層の膜厚0.4nm)では3つの元素の量がほぼ同じなのにも拘わらず、前者の方がSH光強度が4倍近くも大きいことがわかった、今後このくり返し数を増やすことにより、SH光強度の増強が指数関数的に大きくなっていくことが期待される。