Formation mechanism of phonon-plasmon coupled modes contributing to terahertz wave radiation

Research Project

Project/Area Number	25K07193
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
Research Institution	Osaka Institute of Technology
Principal Investigator	長谷川尊之大阪工業大学, 工学部, 准教授 (00533184)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2027: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	テラヘルツ電磁波 / プラズモン / 半導体 / 超高速現象 / 超高速分光
Outline of Research at the Start	超短パルスレーザーで励起される半導体中のプラズモンは、極性フォノンとのコヒーレントな結合モードを形成し、キャリア濃度に依存した周波数で振動する。この結合モードはキャリア濃度で周波数が制御可能なテラヘルツ波を発生するが、バルク半導体を対象とした従来の研究では、背景（ドーピング）キャリア濃度に基づくテラヘルツ波発生が対象であり、光励起キャリアによる周波数制御性は十分に理解されていない。本研究では、光励起キャリアと背景キャリアの両方に注目してプラズモンとフォノンのダイナミクスを探究し、テラヘルツ波放射に寄与するフォノン・プラズモン結合モードの形成機構を包括的に解明する。