| Project/Area Number |
22K20354
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0202:Condensed matter physics, plasma science, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
Kusaba Satoshi 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (00961640)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 励起子 / 原子層物質 / 超高速ダイナミクス / 相変化 / フォノン / テラヘルツ / 和周波励起 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 層状物質 / 相変化材料 / 暗準位 / キャリアダイナミクス / フォノンダイナミクス / 和周波分光 / ポンププローブ分光 / テラヘルツ分光 / 光物性 / 非線形光学 / 超高速現象 |
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| Outline of Research at the Start |
光学禁制な暗量子状態はそれ自体が直接吸収・発光しない一方、光学許容な明量子状態に緩和パスを与え、光学応答に大きな影響を与える。暗量子状態のダイナミクスを理解することは物質の光励起から緩和に至るまでの一連の過程の包括的理解へとつながる。
本研究では、その特長的な物性、積層による物性制御やデバイス化の可能性から注目される原子層物質を対象として、明励起子に加えて暗励起子の直接観測を行う。これにより励起子ダイナミクスを包括的に解明し、バレー自由度を含む励起子の量子状態制御の基盤を構築する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this project, we performed some types of ultrafast spectroscopies in van-der-Waals layered materials to investigate the whole relaxation dynamics including both bright and dark excitons. (a) We investigated carrier dynamics in monolayer WSe2 under strong excitation. The excitation intensity dependence indicates the effect of saturable absorption and/or dark states. (b) We revealed ultrafast carrier dynamics with regard to the amorphous-to-crystalline phase change in Cr2Ge2Te6, a candidate material for phase change random access memory. (c) We demonstrated terahertz (THz) sum-frequency excitation of a Raman-active (IR-inactive) phonon modes by broadband and intense THz pulses, which opens up a new way to control lattice vibrations in atomic layer materials.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
原子層物質（ファンデルワールス層状物質）はその特長的な物性、積層による物性制御やデバイス化の可能性から近年大きく注目されている物質であり、本研究ではCr2Ge2Te6およびWSe2のキャリアやフォノンのダイナミクスに関して新しい知見を得ることができた。特にCr2Ge2Te6の超高速ダイナミクスは高速動作する相変化メモリ実現の基盤となる成果であると言える。また、WSe2における赤外不活性なフォノンモードのテラヘルツ和周波励起の実現は、新しい格子振動の制御手法を提供するものであり、電子-格子相互作用などを利用した新しい物性制御実現へとつながる可能性がある。
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