Realization of new electronic phase transitions based on quantum tunneling processes by a strong mid-infrared electric-field pulse
| Project/Area Number |
18H01166
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
Okamoto Hiroshi 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40201991)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
|
|---|
| Keywords | フェルト秒レーザー分光 / 赤外分光 / 光誘起相転移 / フェムト秒レーザー分光 / 電場誘起相転移 / 超高速分光 / テラヘルツパルス |
|---|
| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we aimed to observe giant electronic responses and ultrafast phase transitions based on a new mechanism by irradiating organic molecular crystals with a mid-infrared (MIR) pulse. First, in order to observe the response along the electric field waveform of the MIR pulse, a phase-stable MIR pulse was generated, and a high-precision sub-cycle spectroscopy system was constructed in combination with the visible ultrashort pulse. Using this system, in a neutral-ionic transition system of a molecular crystal, we observed ionic-neutral transition triggered by intermolecular charge transfers driven by molecular-vibration excitation and that caused by quantum-tunneling processes driven by non-resonant excitation. In a Mott insulator dimerized due to the spin-Peierls mechanism, we succeeded in observing a melting of spin-Peierls phase triggered by carrier generations by the electric-field-induced quantum tunneling processes.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
光誘起相転移の研究は活発に行われているが、中赤外パルスを励起に使った研究は少ない。本研究では、分子性結晶において、中赤外パルスで分子間電子移動と強く結合する赤外活性分子内振動を励起することにより、分子間に大きな電子移動の変調を引き起こし、それをきっかけとしたイオン性－中性転移を実現した。また、中赤外パルスの強電場による量子トンネル過程を引き金とするイオン性－中性転移やスピンパイエルス相融解の実証にも成功した。これらは、中赤外パルスを使った新しい電子相制御の可能性を拓くものであり、学術的意義の高い成果である。
|
Report
(4 results)
Research Products
(75 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 位相安定中赤外パルス光による二次元モット絶縁体銅酸化物のサブサイクル分光Ⅱ2020
Author(s)
宮本辰也, 園直樹, 大瀧貴史, 清水祐樹, 山川貴士, 北尾貴之, 森本剛史, 伊藤利充, 岡邦彦, 笹川崇男, 貴田徳明, 岡本博
Organizer
日本物理学会2020年秋季大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 中赤外光パルス励起によるサブサイクル分光測定系の開発と応用2020
Author(s)
山川 貴士 , 園 直樹, 北尾 貴之, 清水 祐樹, 森本 剛史, 宮本 辰也, 宮川 和也, 鹿野田 一司, 須田 理行, 山本 浩史, 岡本 博
Organizer
日本物理学会第75回年次大会
Related Report
-
[Presentation] 位相安定中赤外パルス光による二次元モット絶縁体銅酸化物のサブサイクル分光：実験2020
Author(s)
園直樹, 大瀧貴史, 清水祐樹, 山川貴士, 北尾貴之, 森本剛史, 宮本辰也, 伊藤利充, 岡邦彦, 笹川崇男, 貴田徳明, 岡本博
Organizer
日本物理学会第75回年次大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 位相安定中赤外パルス光による二次元モット絶縁体銅酸化物の強電場応答の観測II2019
Author(s)
園直樹, 北尾貴之, 山川貴士, 森本剛史, 宮本辰也, 寺重翼, 伊藤利充, 岡邦彦, 笹川崇男, 貴田徳明, 岡本博
Organizer
日本物理学会2019年秋季大会
Related Report
-
-
-
-
-
[Presentation] 位相安定中赤外パルス光による二次元モット絶縁体銅酸化物の強電場応答の観測2019
Author(s)
園直樹, 北尾貴之, 山川貴士, 森本剛史, 宮本辰也, 寺重翼, 伊藤利充, 岡邦彦, 笹川崇男, 貴田徳明, 岡本博
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
Related Report
-
-
-
-
-
[Presentation] 光ポンプ・テラヘルツ波プローブ分光による有機半導体C10-DNBDT-NWのキャリア伝導機構の研究III2019
Author(s)
寺重翼, 丸池文哉, 大瀧貴史, 森本剛史, 宮本辰也, 貴田徳明, 鶴見淳人, 渡邉峻一郎, 岡本敏宏, 竹谷純一, 岡本博
Organizer
日本物理学会第74回年次大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 電荷秩序相転移近傍における分子性導体α-(ET)2I3のテラヘルツ電場応答の研究2018
Author(s)
山川大路, 大瀧貴史, 宮本辰也, 寺重翼, 森本剛史, 浅田和規, 高村直幹, 貴田徳明, 須田理行, 山本浩史, 森初果, 岡本博
Organizer
日本物理学会2018年秋季大会
Related Report
-
-
-
-
-
-
-
