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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。

The purpose of this study is to investigate the initial phase shift induced by light in organic conductors and to detect it on the Timeline. The previous year, the charge order of α-(ET)_2I_3;Phys.Rev;Lett. 105, 246402 (2010), θ(ET)_2RbZn(SCN)_4), γ (d-ET)_2Cu_2[N(CN)_2]Br) and γ (d-ET)_2RbZn (SCN)_4. This year, the process of reducing the pressure of the whole country is introduced, and the quality of the whole country is improved. In addition, the charge order insulator and the charge order insulator cooperate with each other, and the light induced insulator-metal transition (light irradiation accompanied by the melting of charge order) is clear, and the light induced polarization is formed (light irradiation accompanied by the formation of charge order). In this case, the charge and vibration of the substance are measured by the same method as that of α(ET)_2I_3. The result is that the electron correlation between the charge and the vibration of the photoinduced polarization leads to the formation of the polarization. LaCoO3 is a metal oxide, and the charge of LaCoO3 is reflected by the electron vibration. A systematic exploration of photoinduced phase shift in organic conductors is carried out, and it is possible to measure the time decomposition energy of the corresponding metal acids in the presence of a 12fs light source (increasing the intensity of the phase shift and increasing the grade of the phase shift). The results of this study are contrary to the research on light-induced phase shifts in the early stages of ultra-high-speed development, and the advancement of new technologies. The electron motion and phase information generated by the interaction of light and electricity fields are included in the manufacture of ultra-short light sources. At present, the development of ultra-broad band infrared spectrum in 1-2μm(equivalent to ~6fs) is successful.