2004 Fiscal Year Annual Research Report
自然量子井戸構造半導体単結晶の光学特性と低次元励起子エンジニアリング
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16760005
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
牧野 久雄 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40302210)
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| Keywords | 2次元励起子 / 励起子分子 / 誘導放出 / 誘導吸収 / 有機無機ハイブリッド / 鉛ハロゲンペロブスカイト |
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| Research Abstract |
自然量子井戸構造を有する2次元系鉛ハロゲンペロブスカイト単結晶の光物性の研究を行った。弱励起の発光スペクトルでは、双極子許容な励起子と3重項励起子に起因した鋭い発光線が観測され、これらは液体ヘリウム温度において約1meV程度の半値幅を示し、同様な物質系に関する従来の研究に比較して極めて鋭く、使用した結晶の光学的な品質の高さが示された。また、単結晶試料の各試料表面について励起子発光と光反射スペクトルをクラマースークローニッヒ変換することにより求めた励起子吸収について、その偏光依存性を調べた。無機物質から構成される2次元量子井戸層が積層するC軸方向と面内方向とでスペクトルが異なっており、この物質系について初めて励起子発光・吸収の偏光特性が明らかとなった。一方、パルスレーザによる強い光励起では、励起光強度の増大とともに低エネルギー側に新たな発光が出現した。励起光強度依存性とスペクトル形状の解析から、この発光線は励起子分子に起因した発光であることが示された。発光エネルギー位置と励起子吸収エネルギー位置の差からこの励起子分子の結合エネルギーは40meVと見積もられ、極めて大きい励起子分子結合エネルギーを持つことが明らかとなった。さらに、パルスレーザを照射した時としない時の吸収スペクトルの差スペクトルにおいて、励起子分子からの発光スペクトルとミラーイメージを示す誘導吸収が観測された。この吸収の積分強度は励起光強度に比例することから、励起子準位から励起子分子準位への光学遷移に対応すると考えられる。これは、励起子分子発光の逆過程に相当し、この物質系では最初に観測された結果である。
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Research Products
(1 results)
