2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14077216
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
萱沼 洋輔 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (80124569)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野場 賢一 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (30316012)
田中 智 大阪府立大学, 総合科学部, 助教授 (80236588)
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| Keywords | 半導体ドレストバンド / バンドギャップ変調 / Floquet理論 / 動的局在 / 非断熱効果 / 励起子ダイナミックス / 自己束縛状態 / X線2次発光 |
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| Research Abstract |
1.振動外場で変調された半導体ドレストバンド
GaAsなどの共有結合性半導体に、非共鳴強赤外レーザーを照射するとtransientにみかけのバンドギャップが縮むという現象が報告されている。前年度に引き続き、「強レーザー場のもとでのバンド計算」という新しい問題を提起し、定式化の確認とtight-binding modelに対する半導体ドレストバンドの計算および光学応答の計算を行った。1次元モデルに対する計算を終え、現実的な3次元系に対する定式化を行った。ダイヤモンド構造を組んだ結晶格子上の各原子にs-およびp-軌道からなる4個の原子軌道を置き、レーザー電場との相互作用を非摂動的に取り込んだtight-binding modelに基づくバンド計算を行い、プローブ光による過渡吸収スペクトルを求める一連の定式化に成功した。予備的計算によれば、本来のバンドギャップの下側に新たな誘導吸収が出現することを確認している。(oral presentation at CLEO/PR,2003,Taipei)
2.パルスX線とパルスレーザーによる超高速非線形分光
超短パルス光技術の進歩により、サブフェムト秒領域の時間分解分光が現実のものになりつつある現状をふまえ、短パルスX線とフェムト秒パルスレーザーの組み合わせによるあらたな時間分解分光法の提案を行った。フェムト秒レーザー励起によりバンド間励起子を励起し、その空間伝播の実時間スペクトルをX線共鳴ラマン過程によりプローブする方法を見出した。1次元分子鎖系のモデルに対し、非線形X線ラマンスペクトルを計算し、励起子波束の時間波形を求めた。(Phys.Rev.A67,33818)
3. 強い非断熱過程を含む電子・原子強結合系の動力学
凝縮系中で原子変位と強く結合した電子系の超高速ダイナミックスの研究においては、非断熱効果を正しく取り扱うことが重要である。このために、電子系と原子系の双方を量子力学的に扱い、かつ電子遍歴性の効果を時間発展演算子の中に厳密に取り入れた積分方程式による計算手法の定式化を行った。この手法を、半導体中の深い不純物準位での電子捕獲と脱離の問題に適用し、シミュレーションを実行、捕獲断面積の前置因子の形を決定した。(Solid State Commun.in press)
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[Publications] K.Noba: "Dynamic Localization of Two-Electrons in a One-Dimensional Lattice System by an Oscillating Electric Field"Physical Review B. 67・15. 153102 (2003)
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[Publications] S.Tanaka, S.Mukamel: "Probing Exciton Dynamics using Raman Resonance in Femtosecond X-Ray Four-Wave Mixing"Physical Review A. 67・3. 33818 (2003)
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[Publications] Y.Kayanuma, S.Tanaka: "Theory for Resonant X-Ray Emission of Core Excitons with Lattice Relaxation : Changeover from Shallow to Deep Level"Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. in press.
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[Publications] A.Yasui, T.Uozumi, Y.Kayanuma: "Quantum Dynamics of Phonon Assisted Emission of Carriers at Deep Level Centers"Solid State Communications. in press.
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[Publications] 萱沼洋輔: "光物性の基礎と応用:電磁気学:光と物質の相互作用"Optronics. 266・2. 139-144 (2004)
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[Publications] 萱沼洋輔: "光物性の基礎と応用:物質の光応答とスペクトル理論"Optronics. 266・3. 143-148 (2004)
