フェムト秒レーザー分光による遷移金属酸化物絶縁体の素励起間相互作用の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07454063
• Research Institution: NAGOYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 中村 新男 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 教授 (50159068)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市田 正夫 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助手 (30260590)
• Keywords: 3d遷移金属酸化物 / フェムト秒ポンプ・プローブ分光 / フォトド-ピング効果 / 強磁性・常磁性転移

Research Abstract

昨年度までの研究によりレーザーアブレーション法を用いることによって、ほぼすべてのペロブスカイト型3d遷移金属酸化物の薄膜を作製できることが分かったので、ニッケル酸化物およびマンガン酸化物の薄膜を作製した。銅酸化物に見られたフォトド-ピング効果との比較を行うために、La_<2-x>SrNiO_3を対象にしてポンプ・プローブ分光の測定を行ったところ、この系ではフォトド-ピング効果は現れなかった。これは、光励起された正孔は、元素置換でドープされた正孔とは異なるバンドに創られることを意味している。
二重交換相互作用によって常磁性-強磁性転移を起こし、輸送現象や磁性がon-site交換相互作用で支配されていることが知られている、R_<1-x>Sr_xMnO_3薄膜を作製し、その光スペクトルとフォトド-ピング効果の研究を行った。その結果、e_gバンド間の光学遷移のスペクトル強度は磁化の大きさに二乗に依存して変化することがわかった。常磁性-強磁性転移に伴って吸収スペクトルが変化することを利用して、フェムト秒パルスで誘起する磁気転移とそのダイナミクスを調べた。その結果、パルス光励起によって強磁性相中に常磁性相のドメインが約200psの時間で生成され、およそ100nsの時間でそのドメインが消滅して強磁性相に回復することが初めて明らかになった。この研究から、電荷・スピン・軌道の複合系のスピンダイナミクス、磁気転移ダイナミクスを解明する道が拓かれた。

Research Products

• [Publications] K.Matsuda: "Photodoping effects by femtosecond pulses in insulating YBa_2CuO_<6+x> and Nd_2CuO_4 thin films" Proceedings of Int.Symposium on Superconductivity. 167-170 (1996)
• [Publications] M.Ichida: "Photodoping effects and ultrafast carrier relaxation in insulating YBaCuO and Nd_2CuO_4 thin films" J.Luminescence. 66,67. 379-382 (1996)