強相関有機伝導体および遷移金属錯体における超高速光誘起相転移の研究

强相关有机导体和过渡金属配合物中超快光致相变的研究

基本信息

批准号：
09J04458
负责人：
川上洋平
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、有機伝導体における光誘起相転移の初期ダイナミクスを、時間軸上で捉えることである。前年度には、電荷秩序絶縁体(α-(ET)_2I_3;Phys.Rev;Lett. 105,246402(2010)、θ(ET)_2RbZn(SCN)_4)およびダイマーモット絶縁体(κ(d-ET)_2Cu_2[N(CN)_2]Br)における光誘起絶縁体-金属転移の初期過程を明らかにした。本年度はまず、パルス圧縮の過程においてチャープミラーを導入し、赤外12fsパルスのビーム品位を向上させた。さらに、電荷秩序絶縁体とダイマーモット絶縁体の競合が示唆されているκ(ET)_2Cu_2(CN)_3において、よく知られる光誘起絶縁体-金属転移(光照射に伴う電荷秩序の融解)之は明確に異なる、光誘起分極クラスター形成(光照射に伴う電荷秩序の形成)の初期ダイナミクスを捉えた。この物質においても、α(ET)_2I_3と同様に、光励起直後に電荷ギャップを反映する電荷のコヒーレント振動が観測された。この結果は、電子相関によってダイマー上に局在した電荷のコヒーレント振動が、光誘起分極クラスターの形成を導くことを示唆する。また、遷移金属酸化物LaCoO3においても、光励起直後に電荷ギャップを反映する電子のコヒーレント振動が起こる様子も捉えている。有機伝導体における光誘起相転移の初期ダイナミクスの系統的な探索を行うことができただけではなく、赤外12fsパルス光源の改良(パルス強度の増大、ビーム品位の向上)によって、遷移金属酸化物においても、電荷ギャップのエネルギーに相当する時間分解能での測定が可能となった。これらの結果は、光誘起相転移の超高速初期ダイナミクスの研究を、新たなステップへ進めるものといえる。さらに、光電場と相互作用する電子の運動を、位相情報まで含めて捉えるため、フルコヒーレント(CEP制御)赤外極超短パルス光源の製作を開始した。現在、中空ファイバーを用いることで、1-2μm(フーリエ限界パルス幅～6fsに相当)の超広帯域赤外パルスの発生に成功している。

这项研究的目的是捕获时间轴上有机导体中光诱导的相变的初始动力学。在上一年，我们阐明了在电荷订购的绝缘子（α-（et）_2I_3; phys.rev;lett。105,246402（2010），θ（et），θ（et）_2rbzn（scn）_4）和二摩托胰岛胰岛素中的初始过程（α-（et）_2i_3; phys.rev;lett。105,246402;lett。105,246402; （κ（d-et）_2cu_2 [n（cn）_2] br）。今年，我们在脉冲压缩过程中首先引入了一个鸣叫镜，以提高红外12FS脉冲的光束质量。此外，在κ（ET）_2CU_2（CN）_3中，已建议在电荷有序的绝缘子和二聚体绝缘子之间进行竞争，这是众所周知的光诱导的绝缘基 - 金属 - 金属 - 金属过渡（用光照射的电荷熔化熔体熔化）捕获了与光的初始动力学组合量（浅层均取顺序）的初始动态（光线构建量）。在这种材料中，与α（ET）_2I_3类似，在光激发后立即观察到反映电荷间隙的电荷的相干振动。该结果表明，通过电子相关性将电荷定位在二聚体上的连贯振荡导致形成光诱导的极化簇。此外，在过渡金属氧化物lacoo3中，反映电荷间隙的电子的相干振动在光激发后立即发生。不仅可以系统地搜索有机导体中光诱导的相变的初始动力学，而且还可以改善红外12FS脉冲光源（脉冲强度的增加，提高光束质量），可以通过与电荷差距在过渡金属氧化物中电荷差距的能量相等的时间分辨率进行测量。可以说这些结果将光诱导的相变的超快初始动力学研究到新步骤。此外，为了捕获与光电场相互作用的电子的运动，我们已经开始制造完全相干（CEP控制的）红外超短脉冲光源。当前，使用空心纤维，已成功产生了1-2μM的超宽带红外脉冲（对应于6 fs的傅立叶极限脉冲）。