2019 Fiscal Year Annual Research Report
Theory for quantum driving of electrons and phonons in solids with laser field as a tool
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16K05396
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
萱沼 洋輔 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任教授 (80124569)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 量子経路干渉 / コヒーレント制御 / 位相ロック2連パルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2016年度から2018年度まで3年間の本研究課題による研究で、いくつかの研究進展と発見があった。その主なものは（１）超短パルスレーザー励起によるコヒーレントフォノン生成機構に関する発見 および （２）強電場パルス照射下における固体電子励起状態ダイナミクスを記述する新しい理論の提案とその応用 に関するものである。（２）は本研究課題の自然な発展形として得られた結果であるが、次期科学研究費の支援を頂いて集中的に研究を展開することとした。ここでは、本研究課題の主たる研究成果である（１）についてまとめる。
不透明領域でパルス励起されたコヒーレントフォノンの生成機構については、従来、瞬間的誘導ラマン過程より瞬間的光吸収機構が主要であるとされてきたが、実験的・理論的な決め手を欠いていた。本研究者の所属する実験研究室では、GaAs結晶において位相ロックされた2連パルス励起法により、この問題の研究を行った。その結果、フォノン生成効率の2連パルス遅延時間依存性に特異な構造を見出したが、本研究者の理論モデルにより、これが2連パルスで生成された励起状態間の量子干渉効果（量子経路干渉）によるものであり、さらに意外なことに、瞬間的光吸収過程ではなくて、瞬間的誘導ラマン過程に特有の構造(Signature）であることが明白になった。
この研究成果はPhysical Review B誌のRapid Communications部門にEditor's Choiceとして論文掲載され、国内外のメディアで広報された。この研究は、長い歴史を持ちながら、決定的な進展の遅れていたこの分野に新たな一歩を画するだけでなく、「量子経路干渉分光法]が超高速分光分野の新しいテクニックとして、有用であることを示している。
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