2012 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Optical science of dynamically correlated electrons in semiconductors |
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| Project/Area Number |
20104009
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
鈴浦 秀勝 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10282683)
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| Project Period (FY) |
2008-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 励起子 / 動的遮蔽 / グラフェン / 半導体量子井戸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度の成果は，カーボンナノチューブにおける励起子状態に対する動的遮蔽効果，二層カーボンナノチューブに対するファミリー効果，２次元半導体量子井戸における普遍的電気伝導率，の３つにまとめられる．
ナノチューブにおける励起子形成に対する動的遮蔽効果を，１電子自己エネルギーに対するGW近似における動的遮蔽効果と同等の評価を，電子．正孔束縛状態を記述するベーテ・サルピータ方程式において行った．その結果，電子正孔間相互作用の遮蔽に寄与するのは，誘電関数における束縛エネルギー程度の周波数成分であり，遅延効果により遮蔽が弱まることから，動的遮蔽効果により束縛エネルギーが増大することを明らかにした．
二層系ナノチューブに対する励起子準位の定量的評価のため，構造に依存した，いわゆる，ファミリー効果の寄与を評価した．層間遮蔽による励起子のエネルギーシフトは純粋な相互作用効果であり，励起子エネルギーと比べて非常に小さな値だが，そこにも，構造に依存した効果は存在し，定量的比較には重要であることを示した．
半導体量子井戸におけるバンド間遷移による連続吸収スペクトルの絶対値を定量的に評価したところ，グラフェンと同様に，エネルギーギャップや有効質量などの物質固有の定数に依存しない，普遍的な値を採ることを明らかにした．これは吸収係数の絶対値を与えることから，半導体量子構造における吸収標準となりうることを提案した．
カーボンナノチューブの励起子に対する動的遮蔽まで考慮した有効モデルを構築したことで，光励起状態おける動的相関効果を評価することが可能となった．また，カーボンによる２次元平面構造であるグラフェンと半導体量子井戸の光吸収が共通の吸収係数を持つことを明らかにし，２次元電子系に普遍的な性質を見いだすことに成功した．
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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