三角格子強相関絶縁体における電子強誘電性と光・テラヘルツ制御

三角晶格强相关绝缘体中的电子铁电性和光学/太赫兹控制

• 批准号: 12J04372
• 负责人: 伊藤 桂介
• 金额: $ 1.15万
• 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J04372/
• 关键词: 電子誘電体; 光誘起相転移; テラヘルツ時間領域分光; ポンププローブ分光; BEDT-TTF; LuFe_2O_4

本年度は、申請者が前年度見出した電子誘電体における新たな光誘起相転移現象について、そのダイナミクスやバックグラウンドに関する詳細な知見を得ることを目的とした。κ-(ET)_2Cu_2 (CN)_3において、研究代表者が見出した分極の集団励起の増大や、低周波の誘電異禽が報告されている～30Kの領域で、b軸偏光・55cm^<-1>の分子間振動モードが顕著な先鋭化を起こすことを見出した。周波数分解能<1cm^<-1>の高精度テラヘルツ分光により、このフォノンスペクトルの先鋭化はガウス型からローレンツ型への特徴的な形状変化を伴うものであり、～30Kでの電荷揺らぎが引き起こす、分子間振動スペクトルのモーショナルナローイングだと考えられた。そこで、モーショナルナローイングのモデルを仮定してスペクトル解析を行うことで、電荷の揺らぎが～30Kから低温に向け抑制されることを見出した。これらの結果を、日本物理学会にて発表するとともにPhys. Rev. B誌に投稿し、採録された。続いて層状鉄酸化物LuFe_2O_4においては、平成24年度に発見し、学会等で報告した偏光選択的な光誘起反強磁性―強磁性転移について、光励起・テラヘルツプローブ分光を用いてダイナミクスの解明を目指した。とくに、LuFe_2O_4の特徴である三次元的な電荷秩序が、光誘起磁気転移に際して如何に振る舞うかに注目し、実験を行った。その結果、まず定常状態において、面間方向<50cm^<-1>のエネルギー領域に巨大な緩和モードが存在し、三次元電荷秩序の形成とともにスペクトル強度が抑制されることを観測した。続いて、光励起後のスペクトル変化に注目したところ、単純な電荷秩序の融解ではなく、何らかの異なる電荷状態への変化が起きていることを見出した。これは、強相関系特有の電荷―磁気結合が現れた例だと考えられ、電子誘電体としての基礎物性のみならず、新奇な電子デバイスとしての可能性を開く結果を得ることができた。

は, applicants this year が out before annual し た electronic electricity body に lure お け る new た な planning light induced phase shift phenomenon に つ い て, そ の ダ イ ナ ミ ク ス や バ ッ ク グ ラ ウ ン ド に masato す る な detailed knowledge を must る こ と を purpose と し た. Kappa - (ET) predominate _2Cu_2 (CN) _3 に お い て representatives, research out が し た 団 extremely の set excitation の raised bigger や, low frequency の induced electric different birds が report さ れ て い る ~ 30 k で の field, b axis polarization, 55 cm ^ < 1 > の intermolecular vibrations モ ー ド が 顕 the な sharpening を first こ す こ と を shows し た. Cycle for decomposition can < 1 cm ^ < 1 > の high-precision テ ラ ヘ ル ツ spectral に よ り, こ の フ ォ ノ ン ス ペ ク ト ル の first sharpen は ガ ウ ス type か ら ロ ー レ ン ツ type へ の, 徴 な shape variations of を with う も の で あ り, ~ 30 k で の charge 揺 ら ぎ が lead き up こ す, intermolecular vibrations ス ペ ク ト ル の モ ー シ ョ ナ ル ナ ロ ー イ ン グ だ と Take えられた. そ こ で, モ ー シ ョ ナ ル ナ ロ ー イ ン グ の モ デ ル を 仮 set し て ス ペ ク ト ル parsing line を う こ と で, charge の 揺 ら ぎ が ~ 30 k か ら low-temperature に け to inhibit さ れ る こ と を shows し た. The results are を, published by the Japanese physical Society にて, するとと するとと に, に, and submitted to the journal Phys. Rev. B に. The results are に and accepted in された. 続 い て layered iron objects acidification content LuFe_2O_4 に お い て は, pp.47-53 24 year に 発 see し, learn で report し た polarization sentaku な light induced the strong magnetic - strong magnetic planning move に つ い て, excitation light up テ ラ ヘ ル ツ プ ロ ー ブ spectral を with い て ダ イ ナ ミ ク ス の interpret を refers し た. と く に, LuFe_2O_4 の, 徴 で あ る three yuan な が, light induced magnetic charge order 気 planning to move the event に し て how に vibration る dance う か に attention し, be 験 を line っ た. そ の results, ま ず steady state に お い て, direction between < 50 cm ^ < 1 > の エ ネ ル ギ ー field に huge な ease モ ー ド の が し, three yuan charge order form と と も に ス ペ ク ト ル strength が inhibit さ れ る こ と を 観 measuring し た. 続 い て, excitation light up after の ス ペ ク ト ル variations change に attention し た と こ ろ, 単 pure な の melting charge order で は な く, ら か の different な る charge state へ の variations change since が き て い る こ と を shows し た. こ れ は masato is unique, strong phase の charge - magnetic 気 combining が now れ た example だ と exam え ら れ, electronic electric lure と し て の based property の み な ら ず, novel な electronic デ バ イ ス と し て を の possibility open く results を る こ と が で き た.

项目成果

電子誘電体におけるテラヘルツ応答の電場効果

电场对电子电介质太赫兹响应的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 後藤和紀;伊藤桂介;伊藤弘毅;齋藤伸吾;岸田英夫;佐々木孝彦;谷口弘三;岩井伸一郎
• 通讯作者: 岩井伸一郎

Photoinduced Growth of Polar Cluster in κ-(ET)2Cu2(CN)3

κ-(ET)2Cu2(CN)3 中极性簇的光诱导生长

• 发表时间: 2012
• 作者: K. Itoh;H. Itoh;M. Naka;S. Saito;I. Hosako;N. Yoneyama;S. Ishihara;T. Sasaki;and S. Iwai
• 通讯作者: and S. Iwai

テラヘルツ波発生を用いたα型ET塩における光誘起相転移の槻測

利用太赫兹波发生测量 α 型 ET 盐中的光致相变

• 发表时间: 2013
• 作者: 伊藤弘毅;伊藤桂介;後藤和紀;山本薫;薬師久弥;岩井伸一郎
• 通讯作者: 岩井伸一郎

層状鉄酸化物LuFe2O4における光誘起電荷・スピン相転移

层状氧化铁 LuFe2O4 中的光生电荷/自旋相变

• 发表时间: 2013
• 作者: 伊藤桂介;後藤和紀;山田研太郎;石川貴悠;伊藤弘毅;石原純夫;齋藤伸吾;狩野旬;永田知子;深田幸正;神戸高志;池田直;岩井伸一郎
• 通讯作者: 岩井伸一郎

三角格子強相関絶縁体のテラヘルツ電荷ダイナミクス

三角晶格强相关绝缘体中的太赫兹电荷动力学

• 发表时间: 2014
• 作者: 近田 貴敬;Jonathan M Carlson;田村 美子;Mohamed Ali Borghan;成戸 卓也;端本 昌夫;村越 勇人;Anh Q. Le;Simon Mallal;Mina John;潟永 博之;岡 慎一;Zabrina L Brumme;滝口 雅文;近田 貴敬;伊藤桂介
• 通讯作者: 伊藤桂介