Development of a THz wave pump electron diffraction probe system for study on strong electric field induced phenomena in materials

• Project/Area Number: 23K25798
• Project/Area Number (Other): 23H01101 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 羽田 真毅 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (70636365)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仁科 勇太 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (50585940) ; 大村 訓史 広島工業大学, 工学部, 准教授 (90729352)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000); Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2024: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2023: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 光物性 / 電子線回折 / テラヘルツ波 / 液晶 / 計測手法

Outline of Research at the Start

本研究では、サブピコ秒の時間幅を持つパルス電子線をプローブに用いた時間分解電子線回折装置に、ポンプ光として高強度のテラヘルツ波を発生するシステムを構築し、強電場励起による物質の時々刻々と変化する構造ダイナミクスを可視化する技術を創出する。本技術を活用して液晶などの配向分極、セラミックスや有機結晶などのイオン分極・電子分極による誘電体の超高速スイッチング機能と物質の過渡的な構造との関係を明らかにし、次世代の超高速構造ダイナミクス計測の科学技術基盤を開拓する。