量子常誘電体チタン酸ストロンチウムの光誘起強誘電相転移

点击翻译按钮获取中文摘要

我々は低音にて高い誘電率を持つチタン酸ストロンチウムにおいて、光照射による誘電率の変化を調べてきた。チタン酸ストロンチウムにバンドギャップ以上のエネルギーを持つ紫外線を照射すると、長寿命のスモールポーラロンが導入される。このとき、強い格子変形が誘起されることから、何らかの誘電率変化、なかんずく強誘電相転移の起こることが期待される。まず我々は、光照射下で、誘電率の精密測定が行えるよう、既存のクライオスタットに改造を施し、4Kから温室までの測定を可能にした。その結果、低温で強い紫外線照射により、強い光伝導成分の他に、1MHz以下の周波数において、顕著な誘電率増加を見出した。ついで、線形応答の範囲で、本質的な光誘起誘電率変化の観測を行うため、弱励起極限での実験を行った。その結果、およそ30K以下で、紫外線照射によって、デバイ型緩和を示す振動子が導入されることを見い出した。その振動子強度、緩和時間の温度依存性から、光誘起デバイ緩和のダイナミクスが光誘起キャリアの有限寿命と、熱拡散により、支配されていることが分かった。また、実験結果の詳細な解析から、光誘起デバイ緩和の原因は、スモールポーラロンにより、誘起された分極クラスタのダイナミクスであることが示唆された。