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II VI族半導体超格子の超高速非線形光学応答の研究

Research Project

Project/Area Number 07837006
Research Category

Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 極微細構造工学
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

時崎 高志  名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 講師 (20207541)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 新男  名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (50159068)
Project Period (FY) 1995 – 1996
Project Status Completed (Fiscal Year 1995)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 1995: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
KeywordsII-VI族半導体 / 半導体超格子 / 光学非線形性 / 励起子 / 超高速緩和 / フェムト秒分光
Research Abstract

可視・紫外領域の光デバイス材料として注目されるZnSe系多重量子井戸の光学非線形応答特性を調べるためにフェムト秒過渡分光を行った。本年度は、特にアップコンバージョン法を用いた時間分解発光測定により励起子が生成・消滅する過程を直接的に観察し、過渡吸収分光により得られた非線形応答特性との比較から、励起子が非線形光学応答にどのように関与しているかを詳しく調べた。
1.試料の励起波長を380nmから430nmまで変えて励起子の時間分解発光測定を行った。その結果、励起子が生成する時間は1.5psから0.5psまで短くなることが観測された。この時間は、光励起されたキャリアの初期運動エネルギーとほぼ線形の関係にあり、キャリアが光学フォノンを放出してバンド内を緩和する時間によって決まっていると考えられた。
2.発光測定と同様の励起波長を用いて過渡吸収測定を行った。さらに得られた過渡スペクトルをスペクトル分解することにより、非線形応答の定量化を行った。その結果、励起後1ps程度の非常に早い段階では、励起子吸収帯の幅の増大が吸収スペクトルの変化を与えていることが分かった。また、幅の増大の立ち上がり、立ち下がり時間とも励起波長を長くすることで短縮することが分かった。また、立ち下がるまでの時間は、発光から求めた励起子の生成時間とほぼ一致していると見られる。
3.以上の結果を総合すると、非線形応答の初期過程は励起子吸収帯の幅の増加によるものであり、その応答時間は励起子生成時間で決定されていることが分かった。また、幅の増大の起源としては、励起子と自由なキャリアとの衝突による励起子コヒーレンスの消滅が考えられる。当初予定された励起子共鳴励起の実験は、レーザー共振器内の水蒸気成分によりレーザーが発振しないために不可能となった。今後はレーザーの密閉度を高めて窒素パ-ジを厳重に行って実験を行う予定である。

Report

(1 results)
  • 1995 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

All Other

All Publications (1 results)

  • [Publications] T.Tokizaki: "Ultrafast carrier relaxation in Zn_<1-x>Cd_xSe/ZnSySe_<1-y> multiple guantum wells studied by femtosecond pump-probe spectroscopy" Semiconductor Science and Technology. 10. 1253-1256 (1995)

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      1995 Annual Research Report

URL: 

Published: 1995-04-01   Modified: 2016-04-21  

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