2000 Fiscal Year Annual Research Report
ヨウ化鉛系ペロブスカイト型低次元結晶の励起子・励起子分子に関する研究
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12440081
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
近藤 高志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60205557)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江馬 一弘 上智大学, 理工学部, 助教授 (40194021)
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| Keywords | 自己組織型量子井戸 / ペロブスカイト / ヨウ化鉛 / 低次元物質 / 励起子 / 励起子分子 / 非線形分光 / 電場変調分光 |
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| Research Abstract |
ヨウ化鉛系2次元結晶(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4について,電場変調分光と二光子吸収分光をおこなうとともに,臭化鉛系2-3次元結晶(RNH_3)_2PbBr_4,(RNH_3)_2(CH_3NH_3)Pb_2Br_7,(RNH_3)_2(CH_3NH_3)_2Pb_3Br_<10>,(CH_3NH_3)PbBr_3について電場変調分光と磁気光吸収測定をおこなった。
1.励起子物性
臭化鉛系3次元結晶の磁気光吸収測定の結果から,この系の励起子が典型的な3次元ワニア励起子であり,その束縛エネルギーが75meVとヨウ化鉛系3次元結晶の1.5倍になっていることがわかった。これは誘電率の違いによるものである。また,井戸層厚が減少するにともない,励起子束縛エネルギーが急速に大きくなること,いずれの層厚でも臭化鉛系はヨウ化鉛系よりも束縛エネルギーが大きいことがあきらかとなった。さらに,(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4の電場変調分光と二光子励起スペクトルの測定によって,励起子のワニア系列(n=1,2)とバンド端をはじめて分離することができた。これから,この結晶の励起子が理想的な2次元ワニア励起子であることが示せた。
2.励起子分子物性
(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4の二光子吸収分光をおこない,励起子分子二光子共鳴において顕著な二光子吸収が起こることをはじめて示した。さらに,二光子吸収係数スペクトルを測定し,励起子準位への一光子共鳴によって二光子吸収係数の共鳴増大が起き,その値はχ^<(3)>にして10^<-9>esuにもなることがわかった。また,偏光依存性の測定から,励起子分子がJ=0であること,J=±1の励起子間の緩和(角運動量緩和)の時定数が300fs程度であることがあきらかとなった。
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[Publications] J.Ishi,H.Kunugita,K.Ema,T.Ban,and T.Kondo: "Time-to-Space Conversion of Tbits/s Optical Pulses Using a Self-Organized Quantum-Well Material"Appl.Phys.Lett.. 77. 3487-3489 (2000)
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[Publications] J.Ishi,H.Kunugita,K.Ema,T.Ban,and T.Kondo: "Influence of Exciton-Exciton Interactions on Nondegenerate Frequency Mixing Signals in a Stable Exciton-Biexciton System"Phys.Rev.B. (印刷中). (2001)
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[Publications] K.Ema,J.Ishi,H.Kunugita,T.Ban and T.Kondo: "All-Optical Serial-to-Parallel Conversion of Tbits/s Signals Using a Four-Wave-Mixing Process"Optical and Quantum Electronics. (印刷中). (2001)
