強相関電子系における超高速非線型光学応答の理論

强相关电子系统中超快非线性光学响应理论

• 批准号: 13740187
• 负责人: 稲垣 剛
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740187/
• 关键词: 光物性; レーザ固体分光; 電子相関; 非線型光学応答; レーザー個体分光

今年度、高密度に光励起された電子・正孔系における電子相関の効果を光スペクトルの観点か明らかにしてきた。まず、強い電子相関が物質の物理的性質に起きた影響を与える事を光学応答の観点から明らかにした。この分野では、電子と正孔の4体以上の電子相関をいかにして取り込むかがここ十数年来大問題となっていた。私は、電子と正孔に関する4体のベーテ・サルペータ方程式を導出し、数値解を求めることにより低密度における励起子的な発光から、高密度におけるプラズマ発光までの全密度領域をカバーする基礎理論を確立した。この理論は、近年応用面で重要視されているワイドバンドギャップを持つ半導体に関する実験結果を見事に説明することができ、新しい短波長発光素子の開発に非常に役立つ指導原理を与える理論であると考えられている。次に可視光によって励起された高密度電子・正孔系における赤外及びTHz領域における吸収スペクトルを計算した。この波長領域は、物理・工学の両方で重要な波長領域である。私はこの研究において、波動関数くりこみ効果によって、半導体中のキャリアの有効質量が大きく変化すること・キャリア濃度が薄くなるにつれて量子ゆらぎの効果の為に「繰り込まれたラビ振動数」が従来の理論に比べて非常に小さくなることを示した。また、私はこれらの理論をGaNに応用して発光スペクトルのキャリア依存性と電子相関の役割を実験家との共同研究によって明らかにした。さらに、励起子閉じ込め領域に相当する大きさのCdSe微結晶の発光スペクトルの理論計算を行い、発光強度の励起強度依存性や、電子相関が重要になる励起子モット転移等を実験的・理論的な観点から議論した。

This year, high-density に light excitation さ れ た electronics · is hole に お け る electronic phase masato の unseen light fruit を ス ペ ク ト ル の 観 point か ら Ming か に し て き た. ま ず, strong い electronic phase masato が の physical properties are に up き た influence を and え る matter を optical 応 answer の 観 point か ら Ming ら か に し た. こ の eset で は, electronic と の is hole more than 4 body の electronic phase masato を い か に し て in り 込 む か が こ こ ten years big problem と な っ て い た. Private は, electronic と is hole に masato す る 4 body の ベ ー テ · サ ル ペ ー を export し タ equations, the numerical solution を め る こ と に よ り low density に お け る excitation of screwdriver な 発 light か ら, high-density に お け る プ ラ ズ マ 発 light ま で の full density field を カ バ ー す る basic theory を establish し た. こ は の theory, in recent years, 応 で important visual さ れ て い る ワ イ ド バ ン ド ギ ャ ッ プ を hold つ semiconductor に masato す る be 験 result を see things に す る こ と が で き, new し い shorter-wavelength 発 light element child の open 発 に very set つ に service guiding principle を with え る theory で あ る と exam え ら れ て い る. Time に visible light に よ っ て wound up さ れ た high-density electronic · is hole is に お け る red outside and び THz field に お け る suction 収 ス ペ ク ト ル を computing し た. The <s:1> wavelength field で and the physics and engineering <s:1> sides で important な wavelength field である. Private は こ の research に お い て, fluctuation masato く り こ み unseen fruit に よ っ て, semiconductor の キ ャ リ ア の have sharper quality が big き く variations change す る こ と · キ ャ リ ア concentration が thin く な る に つ れ て quantum ゆ ら ぎ の unseen fruits に の "Qiao り 込 ま れ た ラ ビ vibration number" が 従 to の theory に than べ て very small に さ く な る こ と を shown し た. ま た, private は こ れ ら の theory を GaN に 応 with し て 発 light ス ペ ク ト ル の キ ャ リ ア dependency と electronic phase masato cut を の service be 験 home と の joint research に よ っ て Ming ら か に し た. さ ら に, the wound closed じ 込 め field に quite す る big き さ の CdSe micro crystal の 発 light ス ペ ク ト ル の theoretical calculation of line を い, 発 light intensity の excitation intensity dependence や, electronic phase masato が important に な る excitation screwdriver モ ッ ト move planning such as を be 験, theory of な 観 point か ら comment し た.

项目成果

T.J.Inagaki, M.Aihara: "Macroscopic quantum state in optically driven semiconductors : crossover from electron-hole BCS to excitron Bose condensation"Phase Transitions B. 75. 971 (2002)

T.J.Inagaki、M.Aihara：“光学驱动半导体中的宏观量子态：从电子空穴 BCS 到激子玻色凝聚的交叉”相变 B. 75. 971 (2002)

T.J.Inagaki: "Infrared absorption and reflection spectra of high-density electron-hole systems"Journal of Luminescence. 94-95. 533-536 (2001)

T.J.Inagaki：“高密度电子空穴系统的红外吸收和反射光谱”发光杂志。

M.Ando: "Photoluminescence properties of highly-excited CdSe quantum dots"Journal of Luminescence. 94-95. 403-406 (2001)

M.Ando：“高激发 CdSe 量子点的光致发光特性”发光杂志。

Y.Kanemitsu, T.J.Inagaki, M.Ando, K.Matsuda, T.Saiki, C.W.White: "Photoluminescence spectrum of highly excited single CdS nanocrystals studied by a scanning near-field optical microscope"Applied Physics Letters. 81. 141 (2002)

Y.Kanemitsu、T.J.Inagaki、M.Ando、K.Matsuda、T.Saiki、C.W.White：“通过扫描近场光学显微镜研究的高激发单 CdS 纳米晶体的光致发光光谱”应用物理快报。

T.J.Inagaki: "Propagation properties of high-density exciton polaritons"International Journal of Modern Physics B. 15. 4021-4024 (2001)

T.J.Inagaki：“高密度激子极化激元的传播特性”国际现代物理学杂志 B. 15. 4021-4024 (2001)