窒化物系化合物半導体の中赤外ポンプ・プローブ分光

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昨年度に引き続き、新規のIII-V族半導体材料における光物性および光制御機能、特に我々の研究室で進めている磁性半導体、窒化物系III-V族半導体などを対象とした、中赤外領域のポンププローブ分光法、時間分解磁気光学分光法、テラヘルツ分光法を用いて研究を行った。窒化物系半導体や磁性半導体(マンガンドープガリウムヒ素)系では構造の揺らぎがその物性発現に大きな影響を与える。Heroux氏は時間分解中赤外分光法によって、比較的強い励起のもとで高密度の電子正孔系がどのような振る舞いをするかについてそのスペクトル情報から詳細議論ができることを示した。その過程で、欠陥や構造揺らぎによる束縛準位が高密度電子正孔系の集団の挙動に大きな影響を与え、それが磁性半導体における磁性発現や窒化物半導体における電子正孔プラズマの挙動に重大な影響を与えることを突き止めた。その発展として、マンガンドープGaAsの磁性発現機構の解明への応用を念頭に置いた実験を行った。その過程で、磁性半導体の中赤外領域に現れる吸収が磁気ポーラロンに起因するものでありかつそれがこの物質の強磁性発現と密接に関係していることを見いだした。さらにテラヘルツ電磁波の磁場成分を用いて磁化を超高速に制御する方法への応用についても実験を進めた。これについて現在投稿中である。これらは、超高速現象国際会議(2004年7月、新潟)、Photonics West 2005,(招待公演)(2005年1月、San Jose)で発表した。また本年5月にも国際会議招待講演(ICONO/LAT 2005)の依頼を受けている。