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凝縮系の微視的構造と電磁場の量子性を考慮した非線形光学理論の構築

Research Project

Project/Area Number 07J00997
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics 2
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

馬場 基彰  Osaka University, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords励起子 / 輻射緩和 / 相関関数 / 量子電磁力学 / ナノ構造物質 / 励起子超放射 / 量子もつれ光子対
Research Abstract

研究目的の一つである「ナノ構造物質における励起子の緩和過程の包括的な理解」を目指し,本年度の前半は,特に励起子の輻射緩和に関する解析を行った.その結果,約20年前から議論されてきた励起子の輻射緩和速度の結晶サイズ依存性に関する包括的な理解が得られ,閉じ込め系からバルク系への移り変わりの条件を明確に導くことに成功した.この成果は,ナノ構造物質における励起子の非線形過程および,そのデバイスへの応用を議論していく上で,物質を設計する際の一つの指針となるものと考えている.その成果は国内学会・国際会議で報告しており,学術雑誌にも掲載予定である.
本年度の後半は,研究目的の一つである「有限系における光の量子性まで考慮できる非線形光学理論」の開発を目指し,有限系における励起子・光相互作用を繰り込んだ励起子相関関数の解析表式の導出を目指した.その結果,解析表式の良い近似式を導くことに成功し,非線形過程さらには緩和理論を将来議論する際に必要になると考えられる,詳細な摂動理論への道を示すことができた.この成果に関しても国内の学会にて報告している.
また,昨年度までに開難がほぼ完了していた「任意構造における励起子に対する量子電磁力学理論」に関しても,動揺散逸理論との対応など,これまでよりも詳細な解釈をすることに成功し,将来の非線形・緩和過程を議論する上での,理論的な基礎を築くことに成功した.この結果は昨年度までの成果を含んだ形で学術雑誌において掲載された.

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Products Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2010 2009 2008 2007

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Entangled-photon generation in nano-to-bulk crossover regime2010

    • Author(s)
      Motoaki Bamba and Hajime Ishihara
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 105

    • Related Report
      Products Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radiative decay theory : What suppresses exciton superradiance?2009

    • Author(s)
      Motoaki Bamba
    • Journal Title

      physica status solidi (c) 6

      Pages: 128-132

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Breakdown of Fermi's Golden Rule in Exciton-Photon Interaction2009

    • Author(s)
      Motoaki Bamba
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan 78(掲載確定)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radiative decay theory of excitons in nano-to-macro crossover2009

    • Author(s)
      M. Banba and H. Ishihara
    • Journal Title

      Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi” Course CLXXI : Quantum Coherence in Solid State Systems

      Volume: 171 Pages: 521-521

    • Related Report
      Products Report
  • [Journal Article] Crossover of exciton-photon coupled modes in a finite system2009

    • Author(s)
      Motoaki Banba and Hajime Ishihara
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 80

    • Related Report
      Products Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] QED of excitons with nonlocal susceptibility in arbitrarily structured dielectrics2008

    • Author(s)
      Motoaki Bamba
    • Journal Title

      Physical Review B 78

      Pages: 85109-85109

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] QED theory for excitons with microscopic nonlocality2008

    • Author(s)
      Motoaki Bamba
    • Journal Title

      physica status solidi (c) 未定(印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ABC-Free 理論におけるABCの有用性2009

    • Author(s)
      馬場基彰
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教学院池袋キャンパス
    • Year and Date
      2009-03-27
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 励起子QED論における付加的境界条件の有用性2008

    • Author(s)
      馬場基彰
    • Organizer
      第19回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2008-12-06
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 励起子超放射における結晶内多重反射の影響2008

    • Author(s)
      馬場基彰
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学上田キャンパス
    • Year and Date
      2008-09-22
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Radiative decay theory of excitons in nano-to-macro crossover2008

    • Author(s)
      Motoaki Bamba
    • Organizer
      International School of Physics "Enrico Fermi" : Course CLXXI
    • Place of Presentation
      Villa Monastero, Varenna, Lecco, Italy
    • Year and Date
      2008-07-08
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Radiative decay theory : What suppresses exciton superradiance?2008

    • Author(s)
      Motoaki Bamba
    • Organizer
      EXCON'08, 8th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter
    • Place of Presentation
      京都大学百周年時計台記念館
    • Year and Date
      2008-06-24
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Radiative Decay Theory of Excitons in Weak-confinement to Bulk Regime2008

    • Author(s)
      Motoaki Bamba
    • Organizer
      PLMCN8, 8^<th> International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス
    • Year and Date
      2008-04-10
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] DBR型CuCl微小共振器における励起子固有モードと反射率スペクトルの計算2008

    • Author(s)
      奥川陽介
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学大学本部キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 光の波長より厚い薄膜における励起子超放射の理論2008

    • Author(s)
      馬場基彰
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学大学本部キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 励起子輻射緩和理論:弱閉じ込めとバルクとの境界2007

    • Author(s)
      馬場基彰
    • Organizer
      第18回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2007-12-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] DBR共振器における励起子固有モードと状態密度2007

    • Author(s)
      奥川陽介
    • Organizer
      第18回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2007-12-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 弱閉じ込め励起子の輻射緩和および位相緩和の理論2007

    • Author(s)
      馬場基彰
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] QED THEORY FOR WEAKLY CONFINED EXCITONS WITH RADIATIVE RELAXATION2007

    • Author(s)
      M. Bamba
    • Organizer
      OECS10, 10th Conference on the "Optics of Excitons in Confined Systems"
    • Place of Presentation
      Patti, Messina, Italy
    • Year and Date
      2007-09-10
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] DRASTIC INTERPLAY BETWEEN DEPHASING AND OPTICAL PROCESSES OF CONFINED EXCITONS2007

    • Author(s)
      Motoaki Bamba
    • Organizer
      DPC07, 16th International Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids
    • Place of Presentation
      Segovia, Spain
    • Year and Date
      2007-06-17
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2024-03-26  

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