中赤外電場パルスによる強相関電子系の非摂動光学応答と相転移の実時間観測

使用中红外电场脉冲实时观察强相关电子系统的无扰光学响应和相变

• 批准号: 17J06673
• 负责人: 森本 剛史
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06673/
• 关键词: 非線形光学; 超高速現象; 光誘起相転移; 強相関電子系; 分子性固体

本研究の目的は、高強度の中赤外レーザーパルスを物質に照射することで、従来の可視光励起では実現できなかった、物質の新規な光応答を見出すことである。前年度は、位相安定な中赤外パルスを発生させるための、新しい周波数変換手法の開発を行った。更に、その手法で発生させた励起用の中赤外パルスと、検出用の可視超短パルスを組み合わせることにより、励起中赤外光の振動電場に対応した物質の光学応答を観測可能なレーザー測定システムを構築した。本年度は、その測定システムを用いて、有機電荷移動錯体テトラチアフルバレンパラクロラニル（TTF-CA）における中赤外光励起の測定を行った。まず、TTF-CAのイオン性相において、中赤外領域に存在する分子内振動を共鳴励起することで、電子―分子内振動結合を介して高速の分子間電荷移動が生じる様子を実時間で観測することに成功した。このような現象が観測可能になったのは、本レーザーシステムでは、前述したように、励起中赤外光の電場波形に対応する固体の応答が観測可能だからである。さらに、電子―分子内振動結合によって波動関数の混成が生じたことにより、基底状態であるイオン性相から中性相への光誘起相転移が生じることも分かった。TTF-CAのような分子性固体において、分子内振動励起をきっかけとする相転移が観測されたのは、本研究が初めてである。一方、分子内振動に非共鳴な励起条件であっても、励起中赤外光の強度が強い場合には、量子トンネル過程という別の機構によって分子間電荷移動が生じ、中性相への相転移が生じることも分かった。これらの結果は、中赤外光励起によって従来とは異なる機構による光誘起相転移を実現しており、光物性の分野において重要な成果であると考えられる。

Purpose の this study は, red in the high strength の レ ー ザ ー パ ル ス を material に irradiation す る こ と で, 従 の visible light wound up で は be presently で き な か っ た, material の new rules な light 応 を see answer す こ と で あ る. In the previous year, させるため, the phase stabilization な, the red outer パ させるため スを スを developed させるため, and the new <s:1> frequency number transformation technique <e:1> developed を and った. Born more に, そ の gimmick で 発 さ せ た excitation out red star の パ ル ス と, 検 out の visual ultrashort パ ル ス を group み close わ せ る こ と に よ り, wound up in the red light の vibration field に 応 seaborne し た material の optical 応 answer を 観 measurement may な レ ー ザ ー determination シ ス テ ム を build し た. This year は, そ の determination シ ス テ ム を with い て, organic charge mobile misprinted テ ト ラ チ ア フ ル バ レ ン パ ラ ク ロ ラ ニ ル (the vera.ttf - CA) に お け る determination of red outside light wound up の を line っ た. ま ず, the vera.ttf - CA の イ オ ン sexual phase に お い て outside, in the red areas exist に す る intramolecular を resonance vibration excitation on す る こ と で, electron - molecular vibration combined を interface し て high-speed の intermolecular charge mobile が raw じ る others child を be time で す 観 test る こ と に successful し た. こ の よ う な phenomenon が 観 measurement may に な っ た の は, this レ ー ザ ー シ ス テ ム で は, the foregoing し た よ う に, wound up in the red light electric field waveform の に 応 seaborne す る solid の 応 answer が 観 measurement may だ か ら で あ る. さ ら に, electron - molecular vibration combined に よ っ て wave number of masato の composite が raw じ た こ と に よ り, basal state で あ る イ オ ン sexual phase か ら neutral phase へ の planning light induced phase shift が raw じ る こ と も points か っ た. The vera.ttf - CA の よ う な molecular sexual solid に お い て, intramolecular excitation vibration を き っ か け と す planning る phase shift が 観 measuring さ れ た の は, at the beginning of this study が め て で あ る. One party, the intramolecular sympathetic vibration に な wound up conditions で あ っ て も, wound up in the red light の strength strong が い occasions に は, quantum ト ン ネ ル process と い う don't の institutions に よ っ て intermolecular charge mobile phase へ が じ, neutral planning の phase shift が raw じ る こ と も points か っ た. は こ れ ら の results, in the red light excitation に よ っ て 従 to と は different な る institutions に よ る planning light induced phase shift を be presently し て お り, optical property の eset に お い て important な results で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

東京大学岡本貴田研究室

东京大学冈本喜多实验室

CEP安定な中赤外パルスを用いたサブサイクルポンプ・プローブ分光：II強誘電体への応用

使用 CEP 稳定中红外脉冲的子周期泵浦探针光谱：II 在铁电体中的应用

• 发表时间: 2017
• 作者: 森本剛史;園直樹;宮本辰也;寺重翼;貴田徳明;岩野薫;堀内佐智雄;岡本博
• 通讯作者: 岡本博

Control of electronic-state in an organic charge transfer complex TTF-CA via the excitation of an intra-molecular vibration

通过分子内振动的激发控制有机电荷转移复合物 TTF-CA 中的电子态

• 发表时间: 2018
• 作者: T. Morimoto;N. Sono;T. Miyamoto;T. Terashige;N. Kida;and H. Okamoto
• 通讯作者: and H. Okamoto

岡本貴田研究室

冈本喜多实验室

Ultrafast polarization generation and domain-wall dynamics via terahertz-field-induced charge transfers in an organic ferroelectrics

通过有机铁电体中太赫兹场诱导的电荷转移实现超快极化生成和畴壁动力学

• 发表时间: 2017
• 作者: T. Morimoto;T. Miyamoto;H. Yamakawa;T. Terashige;N. Kida;and H. Okamoto
• 通讯作者: and H. Okamoto