Study of the ultrafast dynamics of photo-induced insulator-metal transition using terahertz pulses

• Project/Area Number: 21760004
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied materials science/Crystal engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: NAKAJIMA Makoto The University of Tokyo, 物性研究所, 助教 (40361662)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2010: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2009: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 光物性 / テラヘルツ波 / 光誘起相転移 / 金属絶縁体転移 / スピン制御 / 強磁性 / テラヘルツ電磁波 / スピン / コヒーレント制御 / フェムト秒パルスレーザー / 超高速 / 光制御

Research Abstract

We studied the ultrafast dynamics using THz pulses. We succeeded in observing the photo-induced insulator-metal transition by measuring the change of the electric conductivity. We succeeded in observing the coherent bulk-magnetization precession motion induced by THz pulses in ε-Fe_2O_3. We observed the coherent bulk-magnetization precession motions due to the ferro-magnetic and antiferro-magnetic resonances in YFeO_3, and succeed the coherent control of the precession motions by the double-pulse excitation.

Research Products

• [Journal Article] Effect of preformed plasma on terahertz-wave emission from the plasma generated by two-color laser pulses (2011)
  • Author(s): Y.Minami, M.Nakajima, T.Suemoto
  • Journal Title: Physical Review A 83 Pages: 23828-23828
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intense terahertz emission from undoped GaAs/n-type GaAs and InAs/AlSb structures grown on Si substrates in the transmission-geometry excitation (2011)
  • Author(s): Elmer Estacio, Satoru Takatori, Minh Hong Pham, Takashi Yoshioka, Tomoharu Nakazato, Marilou Cadatal-Raduban, Toshihiko Shimizu, Nobuhiko Sarukura, Masanori Hangyo, Christopher T. Que, Masahiko Tani, Tadataka Edamura, Makoto Nakajima, John Vincent Misa, Rafael Jaculbia, Armando Somintac, Arnel Salvador
  • Journal Title: Applied Physics B (Springer-Verlag)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observation of ultrafast Q-band fluorescence in horse heart cytochrome c in reduced and oxidized forms (2011)
  • Author(s): T.Suemoto, H.Ebihara, H.Nakao, M.Nakajima
  • Journal Title: Journal of Chemical Physics 134 Pages: 34502-34502
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics of photoinduced phase transitions studied by infrared and raman spectroscopy (2011)
  • Author(s): T.Suemoto, R.Fukaya, A.Asahara, M.Nakajima, H.Tokoro, S.Ohkoshi
  • Journal Title: Physica Status Solidi B 248 Pages: 477-481
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of lattice deformation on photoinduced phase transition process in RbMn[Fe(CN)_6] (2011)
  • Author(s): R.Fukaya, M.Nakajima, H.Tokoro, S.Ohkoshi, T.Suemoto
  • Journal Title: Physica Status Solidi B 248 Pages: 482-485
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photo-induced phase switching dynamics in RbMn[Fe(CN)_6] probed by accumulation free mid-infrared spectroscopy (2011)
  • Author(s): A.Asahara, M.Nakajima, R.Fukaya, H.Tokoro, S.Ohkoshi, T.Suemoto
  • Journal Title: Physica Status Solidi B 248 Pages: 491-494
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Coherent control of spin precession motion with impulsive magnetic fields of half-cycle terahertz radiation (2010)
  • Author(s): K.Yamaguchi, M.Nakajima, T.Suemoto
  • Journal Title: Physical Review Letters 105 Pages: 237201-237201
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrafast time domain demonstration of bulk magnetization precession at zero magnetic field ferromagnetic resonance induced by terahertz magnetic field (2010)
  • Author(s): M.Nakajima, A.Namai, S.Ohkoshi, T.Suemoto
  • Journal Title: Optics Express 18 Pages: 18260-18268
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Coherent control of spin precession motion with impulsive magnetic fields of half-cycle terahertz radiation (2010)
  • Author(s): K.Yamaguchi, M.Nakajima, T.Suemoto
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrafast time domain demonstration of bulk magnetization precessionat zero magnetic field ferromagnetic resonance induced by terahertz magnetic field (2010)
  • Author(s): M.Nakajima, A.Namai, S.Ohkoshi, T.Suemoto
  • Journal Title: Optics Express Volume: 18 Pages: 18260-18268
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Study of photo-induced phenomena in VO_2 by terahertz pump-probe spectroscopy (2009)
  • Author(s): M.Nakajima, N.Takubo, Z.Hiroi, Y.Ueda, T.Suemoto
  • Journal Title: Journal of Luminescence 129 Pages: 1802-1805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photo-induced insulator-metal phase transition observed by the terahertz pump-probe spectroscopy (2009)
  • Author(s): Makoto Nakajima, Naoko Takubo, Zenji Hiroi, Yutaka Ueda, Tohru Suemoto
  • Journal Title: Ultrafast Phenomena in Semiconductors and Nanostructure Materials XIII SPIE Pages: 7214-7225
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Terahertz Radiation from InAs Films on Silicon Substrates Excited by Femtosecond Laser Pulses (2009)
  • Author(s): C.T.Que, T.Edamura, M.Nakajima, M.Tani, M.Hangyo
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics (Rapid Communication) 48 Pages: 10211-10211
  • NAID: 40016425891
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Photoinduced charge-transfer process in rubidium manganese hexacyanoferrate probed by Raman spectroscopy (2009)
  • Author(s): R.Fukaya, M.Nakajima, H.Tokoro, S.Ohkoshi, T.Suemoto
  • Journal Title: Journal of Chemical Physics 131 Pages: 154505-154505
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Terahertz Radiation from InAs Films on Silicon Substrates Excited by Femtosecond Laser Pulses (2009)
  • Author(s): C.T.Que, T.Edamura, M.Nakajima, M.Tani, M.Hangyo
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 48
  • NAID: 40016425891
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ナノ強磁性体ε型酸化鉄におけるテラヘルツ帯磁気光学効果 (2011)
  • Author(s): 中嶋誠, 生井飛鳥, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] スピン再配列転移物質ErFeO_3におけるTHz時間領域分光 (2011)
  • Author(s): 山口啓太, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] RbMnFeシアノ錯体における双方向光誘起相転移のフェムト秒C≡N振動分光 (2011)
  • Author(s): 浅原彰文, 中嶋誠, 深谷亮, 所裕子, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2011-03-23
• [Presentation] ナノ強磁性体ε型酸化鉄におけるテラヘルツ帯磁気光学効果 (2011)
  • Author(s): 中嶋誠, 生井飛鳥, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第66回年次大会 2011年春 28aHC-11
  • Place of Presentation: 新潟大学
• [Presentation] 2色超短パルス光励起気体プラズマからの高強度THz波発生におけるプレパルス光照射の効果 (2011)
  • Author(s): 南康夫, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本応用物理学会 第58回応用物理学関係連合講演会 2011年春 24a-KF-11
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
• [Presentation] RbMnFeシアノ錯体における双方向光誘起相転移のフェムト秒C≡N振動分光 (2011)
  • Author(s): 浅原彰文, 中嶋誠, 深谷亮, 所裕子, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第66回年次大会 2011年春 23aHC-6
  • Place of Presentation: 新潟大学
• [Presentation] スピン再配列転移物質ErFeO_3におけるTHz時間領域分光 (2011)
  • Author(s): 山口啓太, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第66回年次大会 2011年春 28aHC-12
  • Place of Presentation: 新潟大学
• [Presentation] 超短パルス光励起の気体プラズマによるTHz波発生におけるプレパルス光照射の効果 (2010)
  • Author(s): 南康夫, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2010-09-24
• [Presentation] サブピコ秒パルス磁場によるコヒーレントバルク磁化歳差運動の観測 (2010)
  • Author(s): 中嶋誠, 生井飛鳥, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] 弱強磁性体YFeO_3におけるスピン歳差運動のテラヘルツ波ダブルパルスを用いたコヒーレント制御 (2010)
  • Author(s): 山口啓太, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] 金属置換型ε-Fe_2O_3ナノ磁性体のサブテラヘルツ波吸収メカニズム (2010)
  • Author(s): 生井飛鳥, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] ナノ強磁性体ε-Ga_xFe_<2-x>O_3 におけるテラヘルツ帯磁気光学効果 (2010)
  • Author(s): 中嶋誠, 生井飛鳥, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本応用物理学会 2010年秋期大会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] 新奇磁性酸化物Al置換型ε-Fe_2O_3のミリ波吸収特性 (2010)
  • Author(s): 生井飛鳥, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • Organizer: 日本応用物理学会 2010年秋期大会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] Free Induction Decay of Ferromagnetic Resonance Observed by Mme Domain THz Spectroscopy in Nano-Ferromagnet ε-Ga_xFe_<2-x>O_3 (2010)
  • Author(s): M.Nakajima, Namai, S.Ohkoshi, T.Suemoto
  • Organizer: The 35th International Conference on Infrared, Millimeter and THz Waves (IRMMW-THz 2010)
  • Place of Presentation: ローマ,イタリア
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] Effect of Prepulse on Intense THz Emission from Plasma Induced by Two-Color Laser Pulses (2010)
  • Author(s): Yasuo Minami, M.Nakajima, T.Suemoto
  • Organizer: The 35th International Conference on Infrared, Millimeter and THz Waves (IRMMW-THz 2010)
  • Place of Presentation: ローマ,イタリア
  • Year and Date: 2010-09-09
• [Presentation] 金属置換型ε-Fe_2O_3の高周波ミリ波透磁率と磁気光学効果の観測 (2010)
  • Author(s): 生井飛鳥, 倉橋真司, 松本和幸, 後藤崇, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • Organizer: 日本磁気学会 2010年秋期大会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2010-09-06
• [Presentation] Coherent Control of Spin Precessional Motion in Yttrium Orthoferrite with Impulsive Terahertz Pulse Excitations (2010)
  • Author(s): K.Yamaguchi, M.Nakajima, T.Suemoto
  • Organizer: The 35th International Conference on Infrared, Millimeter and THz Waves (IRMMW-THz 2010)
  • Place of Presentation: ローマ,イタリア
  • Year and Date: 2010-09-06
• [Presentation] Photo-induced phase switching dynamics in RbMn[Fe(CN)_6] probed by accumulation free mid-infrared spectroscopy (2010)
  • Author(s): A.Asahara, M.Nakajima, R.Fukaya, H.Tokoro, S.Ohkoshi, T.Suemoto
  • Organizer: The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials (EXCON'10)
  • Place of Presentation: ブリスベン,オーストラリア
  • Year and Date: 2010-07-14
• [Presentation] Dynamics of photoinduced phase transitions studied by infrared and raman spectroscopy (2010)
  • Author(s): T.Suemoto, R.Fukaya, A.Asahara, M.Nakajima, H.Tokoro, S.Ohkoshi
  • Organizer: The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials (EXCON'10)
  • Place of Presentation: ブリスベン,オーストラリア
  • Year and Date: 2010-07-13
• [Presentation] Effect of lattice deformation on photoinduced phase transition process in RbMn[Fe(CN)_6] (2010)
  • Author(s): R.Fukaya, M.Nakajima, H.Tokoro, S.Ohkoshi, T.Suemoto
  • Organizer: The 9th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials (EXCON'10)
  • Place of Presentation: ブリスベン,オーストラリア
  • Year and Date: 2010-07-13
• [Presentation] 酸化還元型 Cytochrome Cにおける時間分解発光 (2010)
  • Author(s): 海老原英明, 中尾広行, 中嶋誠, 田島裕之, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会春期講演会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-23
• [Presentation] 低温相RbMnFeシアノ錯体における光誘起相転移ダイナミクスの過渡CN振動分光による観測 (2010)
  • Author(s): 浅原彰文, 中嶋誠, 深谷亮, 所裕子, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会春期講演会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-23
• [Presentation] 梯子型塩素架橋白金錯体における超高速時間分解発光 (2010)
  • Author(s): 中尾広行, 中嶋誠, 川上大輔, 高石慎也, 山下正廣, 北川宏, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会春期講演会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] RbMnFeシアノ錯体の光誘起相における共鳴ラマン分光 (2010)
  • Author(s): 深谷亮, 中嶋誠, 所裕子, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会春期講演会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] RbMnFeシアノ錯体の光誘起相における共鳴ラマン分光 (2010)
  • Author(s): 深谷亮, 中嶋誠, 所裕子, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第65回年次大会 2010年春 20pHL-5
  • Place of Presentation: 岡山大学
• [Presentation] 梯子型塩素架橋白金錯体における超高速時間分解発光 (2010)
  • Author(s): 中尾広行, 中嶋誠, 川上大輔, 高石慎也, 山下正廣, 北川宏, 元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第65回年次大会 2010年春 21aGT-5
  • Place of Presentation: 岡山大学
• [Presentation] 酸化還元型Cytochrome Cにおける時間分解発光 (2010)
  • Author(s): 海老原英明, 中尾広行, 中嶋誠, 田島裕之, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第65回年次大会2010年春 23aPS-38
  • Place of Presentation: 岡山大学
• [Presentation] 低温相RbMnFeシアノ錯体における光誘起相転移ダイナミクスの過渡CN振動分光による観測 (2010)
  • Author(s): 浅原彰文, 中嶋誠, 深谷亮, 所裕子, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 第65回年次大会2010年春 23aPS-46
  • Place of Presentation: 岡山大学
• [Presentation] ナノ強磁性体ε-Ga_xFe_<2-x>O_3におけるテラヘルツ帯磁気光学効果 (2010)
  • Author(s): 中嶋誠, 生井飛鳥, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本応用物理学会 2010年秋期大会 16a-F-2
  • Place of Presentation: 長崎大学
• [Presentation] 新奇磁性酸化物Al置換型ε-Fe_2O_3のミリ波吸収特性 (2010)
  • Author(s): 生井飛鳥, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • Organizer: 日本応用物理学会 2010年秋期大会 14p-F-13
  • Place of Presentation: 長崎大学
• [Presentation] 金属置換型ε-Fe_2O_3の高周波ミリ波透磁率と磁気光学効果の観測 (2010)
  • Author(s): 生井飛鳥, 倉橋真司, 松本和幸, 後藤崇, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • Organizer: 日本磁気学会2010年秋期大会 6aF-7
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
• [Presentation] サブピコ秒パルス磁場によるコヒーレントバルク磁化歳差運動の観測 (2010)
  • Author(s): 中嶋誠, 生井飛鳥, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会 2010年秋 23aRE-10
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
• [Presentation] 弱強磁性体YFeO_3におけるスピン歳差運動のテラヘルツ波ダブルパルスを用いたコヒーレント制御 (2010)
  • Author(s): 山口啓太, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会 2010年秋 23aRE-11
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
• [Presentation] 金属置換型ε-Fe_2O_3ナノ磁性体のサブテラヘルツ波吸収メカニズム (2010)
  • Author(s): 生井飛鳥, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会2010年秋 23pRE-1
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
• [Presentation] 超短パルス光励起の気体プラズマによるTHz波発生におけるプレパルス光照射の効果 (2010)
  • Author(s): 南康夫, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 2010年秋季大会 2010年秋 24pRC-1
  • Place of Presentation: 大阪府立大学
• [Presentation] 希土類オルソフェライトYFeO3におけるテラヘルツ波時間領域分光 (2009)
  • Author(s): 中嶋誠、山口啓太、末元徹
  • Organizer: 日本物理学会秋期講演会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-27
• [Presentation] アルミニウム置換型ε-Fe203ナノ磁性体のミリ波吸収特性 (2009)
  • Author(s): 生井飛鳥, 桜井俊介, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • Organizer: 日本物理学会秋期講演会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] 時間分解ラマン分光によるSiの高密度光励起状態の観測 (2009)
  • Author(s): 深谷亮, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会秋期講演会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] 酸化鉄ナノ磁性体におけるサブテラヘルツ帯自然共鳴の観測 (2009)
  • Author(s): 中嶋誠, 生井飛鳥, 桜井俊介, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本応用物理学会秋期講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Presentation] Terahertz emission enhancement from InAs films by means of Si optical coupler (2009)
  • Author(s): Christopher Que, 枝村忠孝, 中嶋誠, 谷正彦, 萩行正憲
  • Organizer: 日本応用物理学会秋期講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] 酸化鉄ナノ磁性体におけるサブテラヘルツ帯自然共鳴の観測 (2009)
  • Author(s): 中嶋誠, 生井飛鳥, 桜井俊介, 大越慎一, 末元徹
  • Organizer: 日本応用物理学会2009年秋期大会 10a-M-9
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] Terahertz emission enhancement from InAs films by means of Si optical coupler (2009)
  • Author(s): Christopher Que, 枝村忠孝, 中嶋誠, 谷正彦, 萩行正憲
  • Organizer: 日本応用物理学会 2009年秋期大会 8p-M-6
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] アルミニウム置換型ε-Fe_2O_3ナノ磁性体のミリ波吸収特性 (2009)
  • Author(s): 生井飛鳥, 桜井俊介, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • Organizer: 日本物理学会 2009年秋期大会 25aXB-1
  • Place of Presentation: 熊本大学
• [Presentation] 時間分解ラマン分光によるSi の高密度光励起状態の観測 (2009)
  • Author(s): 深谷亮, 中嶋誠, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会 2009年秋期大会 25pXB-11
  • Place of Presentation: 熊本大学
• [Presentation] 希土類オルソフェライトYFeO_3におけるテラヘルツ波時間領域分光 (2009)
  • Author(s): 中嶋誠, 山口啓太, 末元徹
  • Organizer: 日本物理学会2009年秋期大会 27aPS-96
  • Place of Presentation: 熊本大学
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://suemoto.issp.u-tokyo.ac.jp/nak/
• [Remarks]
  • URL: http://suemoto.issp.u-tokyo.ac.jp/nak/study/list.html
• [Remarks]
  • URL: http://suemoto.issp.u-tokyo.ac.jp/nak/