2007 Fiscal Year Annual Research Report
時空間分解分光による半導体ナノ構造の高密度励起状態の研究
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18340089
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
金光 義彦 Kyoto University, 化学研究所, 教授 (30185954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太野垣 健 京都大学, 化学研究所, 助教 (80422327)
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| Keywords | ナノ材料 / 光物性 / 半導体材料 / ナノ粒子 / イメージング分光 / 時間分解分光 / ナノワイヤー |
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| Research Abstract |
本研究では、光学顕微鏡による空間分解イメージング分光および高出力波長可変フェムト秒レーザーを用いた時間分解分光の手法により、半導体ナノ構造の基礎光学物性と高密度励起状態の空間的・時間的なダイナミクスの研究を行った。ナノ粒子やカーボンナノチューブなどの特色ある半導体ナノ構造の基礎光物性解明および新しい光機能の開拓を行った。これまでサイズ揺らぎなどのナノ構造固有の不均一性に隠れていた光学現象を時空間分解イメージング分光を駆使して明らかにすることにより、新しいナノ物質光科学の開拓を目指した。本年度では、前年度の研究により確立したナノ粒子試料作製法、空間分解分光法、時間分解分光法などの技術を利用して、ナノ粒子などの特色ある半導体ナノ構造における高密度光励起状態の研究を行った。前年度に構築した装置の改良・最適化を行い、測定できる波長および温度の範囲を広めた装置に拡張した。特に、光学顕微鏡の空間分解能と検出感度のバランスを考慮した時間分解分光を行うために、光学顕微鏡とフェムト秒レーザーとを組み合わせた分光システムの改良を進めた。これらの新しい分光システムによる発光測定により高密度励起されたナノ構造の基礎データの収集を行った。半導体ナノ粒子や不純物ドープ型ナノ粒子に加え、シリコンナノワイヤーおよびカーボンナノチューブなどの一次元系物質さらにはナノスケールポテンシャル揺らぎのある混晶をナノ構造試料として、発光分光実験を中心に行った。ナノ空間イメージング分光や磁気光学分光により、これまでは構造の不均一性に隠れていた光学現象の新たな発見に努めた。さらに精密時空間分解分光測定およびスペクトル解析により、低次元系における励起子多体効果・高密度励起効果を定量的に議論した。
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