1990 Fiscal Year Annual Research Report
層状結晶中で低次元閉じ込めを受けた励起子の光学的シュタルク効果と、光学非線形性
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02452043
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
唐沢 力 大阪市立大学, 理学部, 助教授 (90106336)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯田 武 大阪市立大学, 理学部, 助教授 (80047191)
赤井 一郎 大阪市立大学, 理学部, 助手
小松 晃雄 大阪市立大学, 理学部, 助教授 (90047134)
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| Keywords | 層状結晶 / 沃化ビスマス / 積層欠陥励起子 / 光学的シュタルク効果 / 非線形電気感受率 / 量子閉じ込め効果 / 縮退四光波混合 / 位相緩和 |
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| Research Abstract |
1.層状沃化物結晶として、Bil_3,Sbl_3,Pbl_2などの良好な単結晶試料が育成出来た。
2.結晶試料の基礎光スペクトルを系統的に測定し、良質な試料の選別、質の異なる試料の分類を行った。
3.本年度の主課題である、Bil_3結晶の光学的シュタルク効果の測定で得られた結果の概略は次の様である。
(1),Bil_3結晶の積層欠陥に局在した擬二次元励起子について、窒素レ-ザ-励起色素レ-ザ-によるpump and probe法でスペクトル変化を調べ、励起子遷移域でシュタルクシフトの共鳴増強が系統的に観測された。これを、“dressed exciton"モデルで解析し、実験結果を良く説明できた。この解析より、この励起子系の電気双極子行列要素の値が非常に大きいことが見積られ、これがこの系の大きな光学非線形性を与えることが分かった。
(2),申請機器のストリ-クカメラを用い、(1)と同じ系でサブナノ秒域のシュタルクシフトの時間応答を測定し、励起光に追随するシュタルク成分と、実励起で出来た励起子成分による遅いスペクトル変化が分離・解析出来た。この過程で、固体系では初めて、低エネルギ-側へのシュタルクシフトが、時間分解されて観測出来た。
(3),低次元閉じ込め励起子の一つとして、Bil_3結晶中に、外因的に誘起される歪みで発生した新しい対称性を持つ結晶domainに閉じ込められる励起子遷移を調べた。この遷移に対しては、量子ディスクモデルを用いて光学的シュタルク効果が解析でき、積層欠陥励起子系と同程度以上の大きな非線形電気感受率が見積られた。
4.Bil_3励起子系の緩和のダイナミクスを調べ、各緩和時定数が明らかになった。特に、超高速位相緩和情報を与える、縮退四光波混合法による予備的測定を開始し、Bil_3積層欠陥励起子系で、非常に長い位相緩和時定数が見積られ、この系が大きな非線形性を与える一要因が明らかになった。
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[Publications] T.Karasawa,I.Akai and T.Komatsu: "NONLINEAR OPTICAL PROPERTIES OF Bil3 CRYSTALS" Nonlinear Optics. 1. (1990)
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[Publications] I.Akai,T.Karasawa,T.Komatsu and Y.Kaifu: "OPTICAL STARKK EFFECTS IN THE MULTIPLE EXCITON STATES AT A STACKING FAULT PLANE IN Bil3 CRYSTALS" Physical Revies B. 43. (1991)
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[Publications] I.Akai,T.Karasawa and T.Komatsu: "OPTICAL STARK EFFECTS AON THE STACKING FAULT EXCITONS IN Bil3" Journal of Nonlinear Optics. in press (1991)
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[Publications] T.Kawai,S.Shimanuki,T.Karasawa,I.Akai,T.Iida and T.Komatsu: "OBSERVATION OF PROPAGATION OF EXDITONーPOLARITON AONG STACKING FAULT PLANE IN LAYERED CRYSTAL Bil3" Journal of Luminescence. in press (1991)
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[Publications] K.Oimatsu,T.Iida,H.Nishimura,K.Ogawa and T.Katsuyama: "EXCITONIC POLARITON EFFECTS IN AN OPTICAL WAVEGUIDE WITH A QUANTUM WELL" Journal of Luminescence. in press (1991)
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[Publications] T.Iida and T.Higashimura: "SUDY OF POLARON EFFECTS ON OPTICAL PROCESSES IN A SIMPLE MODEL SYSTEM" Reviews of Solid State Science. 4. 199-208 (1990)
