2003 Fiscal Year Annual Research Report
半導体中に光学的に生成された量子凝縮相のダイナミックス
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14340095
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
唐沢 力 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90106336)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯田 武 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80047191)
鐘本 勝一 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40336756)
赤井 一郎 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20212392)
鈴木 正人 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 講師 (70254381)
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| Keywords | 層状結晶 / BiI_3積層欠陥励起子 / GaSe / 励起子のコヒーレント伝播 / 励起子のボーズ凝縮 / 縮退四光波混合 / 非線形光学応答 / Gross-Pitaevskii方程式 |
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| Research Abstract |
@BiI_3結晶中の積層不整二次元界面に励起される擬二次元励起子(SFE励起子)をレーザー光を用いて高密度に励起し、その発光および非線形光学応答スペクトルに時間-空間分解分光法を適用して励起子集団の異常伝播と空間的挙動を調べた。その結果を以下で記す。
1)ピコ秒レーザー光を結晶表面に集光し、そこからの励起子共鳴発光の広がりの時間発展を調べた。また空間分離した2光速レーザー光励起による高密度励起子集団のコヒーレント伝播により誘起された非線形分極からの縮退四光波混合光(DFWM)信号の波数ベクトル選択性と、DFWMスペクトルが示す励起子間反発相互作用を明らかにした。
2)励起子集団の空間-時間的発展を、コヒーレント励起子集団として非線型Schrodinger方程式(Gross-Pitaevskii方程式)で計算し、実験データを再現した。この結果より、これらSFE励起子集団のコヒーレント伝播に起因する振舞いを,励起子のボーズ凝縮相として理解した。
@GaSe結晶をピコ秒レーザー光で励起して,高密度下で生じる励起子-励起子散乱,励起子-自由キャリア散乱により反跳を受けた励起子発光を時間-空間分解して調べ,空間伝播と伴に生じる位相空間及び実空間での緩和を明らかにした。その結果、この励起子系では、高密度下での強い励起子間反発相互作用の結果、集団的コーヒーレンスが形成されず、ボーズ凝縮相への移行が起きずに発光消滅・分解してしまうことが明らかになった。
@GaAs/AlGaAs系傾斜基盤上成長量子細線において、励起子を高密度に励起しスペクトル変化及び空間拡散のダイナミックスから、励起子間相互作用と緩和の機構を明らかにした。
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Research Products
(8 results)
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[Publications] T.Karasawa: "Macroscopically Coherent Motion of Exciton Masses in Layered Semi-conducting Crystals"Proceedings of Crest & QNN'03 Joint International. 165-170 (2003)
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[Publications] H.Xie: "Luminescence Processes of Hexanuclear Methylpyridinethiolato-Copper (I) Crystals"J. Lumin.. (In press). (2004)
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[Publications] V.F.Agekyan: "Morphology and Optical Spectra of Metal lodate Microcrystals in Porous Matrices"Phys.Solid State. 45. 1170-1176 (2003)
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[Publications] A.Tanji: "Dynamical Processes of High-Density Excitons in GaSe Crystals"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 2646-2655 (2003)
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[Publications] M.Kobayashi: "Superfluidity of Disordered Bose Systems : Numerical Analysis of the Gross Pitaevskii Equation with Random Potential"Physica B. 329-333. 210-211 (2003)
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[Publications] M.Suzuki: "Many-body Effects in Molecular Photoionization in Intense Laser Fields ; Time-dependent Hartree-Fock Simulations"J.Chem.Phys.. 120. 669-676 (2004)
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[Publications] M.Suzuki: "Many-body Effects in Molecular Photoionization in Intense Laser Fields ; Time-dependent Hartree-Fock Simulations"J.Chem.Phys.. 120. 669-676 (2004)
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[Publications] I.Akai: "Photocalorimetric Study on Nonradiative Relaxation Processes and Photoluminescence Quantum Yields in Alq_3 Single Crystals"J.Lumin.. (In press). (2004)
