Theory of Modulation of Effective Interactions and Coherent Manipulation of Electronic States by Strong Optical Fields
Project/Area Number |
16K05459
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Research Field |
Condensed matter physics II
|
Research Institution | Chuo University |
Principal Investigator |
|
Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2022-03-31
|
Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
|
Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
|
Keywords | 有機導体 / 量子スピン液体 / 光誘起相転移 / 動的局在 / 非線形同期振動 / 逆ファラデー効果 / キタエフ量子スピン液体 / α-RuCl3 / 3軌道ハバード模型 / スピン軌道相互作用 / スピン軌道励起子 / フロケ理論 / 有効磁場 / 非線形電荷振動 / 誘導放出 / 二量体構造 / クーロン相互作用 / 同期現象 / 同期機構 / 電子ブリージング / 有機超伝導 / 第二高調波発生 / 空間反転対称性 / キャリアエンベロープ位相 / 電子対ブリージング / 光誘起電荷秩序 / 高周波数展開 / 三量体構造 / 光誘起電子運動凍結 / 鏡映対称性 / 物性理論 / 光物性 / 強相関電子系 |
Outline of Final Research Achievements |
For organic conductors with α-type structure, it is shown that photoinduced transient charge order requires not only dynamical localization that suppresses electronic mobility but also electron-electron interactions that compete with the electronic mobility. For organic conductors with κ-type dimerized structure, after strong photoexcitation that produces large charge disproportionation, charge oscillations are synchronized through electron-electron interactions, and a stimulated emission occurs. The mechanism is clarified through numerical simulations and an analysis of equations of charge motion. Furthermore, for a multi-orbital electron system on a honeycomb lattice that exhibits a quantum-spin-liquid state, the inverse Faraday effect is observed, where a circularly polarized light field produces magnetization perpendicular to the lattice. This fact is demonstrated by calculations of photoinduced magnetization dynamics, and its origin is clarified by quantum Floquet theory.
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
強い光をとても短い時間だけ物質に照射することで起きる変化を理論的に示した。そのうち空間反転対称性を破るもの(過渡的に電荷分極をつくるもの)と時間反転対称性を破るもの(過渡的に磁化をつくるもの)は実現している。用いたエネルギー(あるいは振動数)の光では直接的に電子を動かし、上述の巨視的変化はともに電子が隣の原子に移動する程度の時間内で超高速に起きている。このように、多数の電子を一斉にかつ直接的に操作する方法とその帰結を、量子多体理論から明らかにし、共同研究により実証した。
|
Report
(7 results)
Research Products
(71 results)
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Petahertz non-linear current in a centrosymmetric organic superconductor2020
Author(s)
Y. Kawakami, T. Amano, H. Ohashi, H. Itoh, Y. Nakamura, H. Kishida, T. Sasaki, G. Kawaguchi, H. M. Yamamoto, K. Yamamoto, S. Ishihara, K. Yonemitsu, and S. Iwai
-
Journal Title
Nature Communications
Volume: 11
Issue: 1
Pages: 4138-4138
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
[Journal Article] Nonlinear charge oscillation driven by a single-cycle light field in an organic superconductor2018
Author(s)
Y. Kawakami, T. Amano, Y. Yoneyama, Y. Akamine, H. Itoh, G. Kawaguchi, H. M. Yamamoto, H. Kishida, K. Itoh, T. Sasaki, S. Ishihara, Y. Tanaka, K. Yonemitsu, and S. Iwai
-
Journal Title
Nature Photonics
Volume: 12
Issue: 8
Pages: 474-478
DOI
Related Report
Peer Reviewed
-
-
-
-
[Journal Article] Polarization selectivity of charge localization induced by a 7-fs nearly single-cycle light field in an organic metal2017
Author(s)
Y. Kawakami, Y. Yoneyama, T. Amano, H. Itoh, K. Yamamoto, Y. Nakamura, H. Kishida, T. Sasaki, S. Ishihara, Y. Tanaka, K. Yonemitsu, and S. Iwai
-
Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 95
Issue: 20
DOI
Related Report
Peer Reviewed
-
-
-
[Journal Article] Ultrafast response of plasmalike reflectivity edge in (TMTTF)2AsF6 driven by a 7-fs 1.5-cycle strong-light field2016
Author(s)
Y. Naitoh, Y. Kawakami, T. Ishikawa, Y. Sagae, H. Itoh, K. Yamamoto, T. Sasaki, M. Dressel, S. Ishihara, Y. Tanaka, K. Yonemitsu, S. Iwai
-
Journal Title
Phisical Review B
Volume: 93
Issue: 16
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
-
-
[Presentation] スピン軌道モット絶縁体α-RuCl3における超高速磁気光学応答2022
Author(s)
天野辰哉, 川上洋平, 伊藤弘毅, 今野克哉, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 若林裕助, 後藤貫太, 中村優斗, 岸田英夫, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] キタエフスピン液体候補物質α-RuCl3における超高速スピンダイナミクス III2021
Author(s)
天野辰哉, 大橋拓純, 川上洋平, 伊藤弘毅, 今野克哉, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 若林裕助, 後藤貫太, 中村優斗, 岸田英夫, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第76回年次大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 6 fs単一サイクル近赤外パルスによる有機超伝導体の第2、第3高調波発生II2020
Author(s)
川上洋平, 天野辰哉, 伊藤弘毅, 川口玄太, 山本浩史, 中村優斗, 岸田英夫, 佐々木孝彦, 石原純夫, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第75回年次大会
Related Report
-
-
-
[Presentation] キタエフスピン液体候補物質α-RuCl3における超高速スピンダイナミクス II2020
Author(s)
天野辰哉, 赤嶺勇人, 大橋拓純, 川上洋平, 伊藤弘毅, 今野克哉, 長谷川慶直, 佐々木宏也, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 若林裕助, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第75回年次大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 6 fs単一サイクル光強電場による有機超伝導体の非線形電荷振動III2019
Author(s)
川上洋平, 天野辰哉, 赤嶺勇人, 伊藤弘毅, 川口玄太, 山本浩史, 岸田英夫, 佐々木孝彦, 石原純夫, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
Related Report
-
-
-
-
[Presentation] 6 fs単一サイクル光強電場による有機超伝導体の非線形電荷振動II2018
Author(s)
川上洋平, 天野辰哉, 米山雄登, 赤嶺勇人, 伊藤弘毅, 川口玄太, 山本浩史, 岸田英夫, 伊藤桂介, 佐々木孝彦, 石原純夫, 田中康寛, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
Related Report
-
-
[Presentation] 6 fs単一サイクル光強電場による有機超伝導体の非線形電荷振動2018
Author(s)
川上洋平, 天野辰哉, 米山雄登, 赤嶺勇人, 伊藤弘毅, 川口玄太, 山本浩史, 岸田英夫, 伊藤桂介, 佐々木孝彦, 石原純夫, 田中康寛, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
Related Report
-
[Presentation] 6 fs単一サイクル赤外光によるα-(ET)2I3の電荷秩序融解II;反射率変化とSHG強度の変化2018
Author(s)
赤嶺勇人, 天野辰哉, 川上洋平, 伊藤弘毅, 山本薫, 中村優斗, 岸田英夫, 佐々木孝彦, 石原純夫, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
Related Report
-
-
-
[Presentation] 三角格子有機伝導体における光誘起電荷局在の偏光解析2017
Author(s)
天野辰哉, 米山雄登, 川上洋平, 伊藤弘毅, 山本薫, 中村優斗, 岸田英夫, 佐々木孝彦, 石原純夫, 田中康寛, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス
Year and Date
2017-03-17
Related Report
-
-
-
-
[Presentation] Polarization Selectivity of Charge Localization Induced by 7-fs Nearly Single-Cycle Light-Field in an Organic Metal2017
Author(s)
Y. Kawakami, Y. Yoneyama, T. Amano, H. Itoh, K. Yamamoto, Y. Nakamura, H. Kishida, T. Sasaki, S. Ishihara, Y. Tanaka, K. Yonemitsu, S. Iwai
Organizer
The 12th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2017)
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
[Presentation] 6 fs単一サイクル赤外光によるα-(ET)2I3の電荷秩序融解2017
Author(s)
川上洋平, 天野辰哉, 米山雄登, 伊藤弘毅, 山本薫, 中村優斗, 岸田英夫, 佐々木孝彦, 石原純夫, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会2017年秋季大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
-