2020 Fiscal Year Annual Research Report
電子型強誘電ドメイン構造の光・テラヘルツ強電場駆動
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18H01144
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊藤 弘毅 東北大学, 理学研究科, 助教 (70565978)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 薫 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (90321603)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 強誘電ドメイン / テラヘルツ強電場 / 光誘起相転移 / 電荷秩序 / テラヘルツ波発生 / アニオン秩序 / 超高速現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 擬一次元有機伝導体(TMTTF)2BF4について、光励起-テラヘルツ波発生プローブ測定を行い、電荷秩序の超高速ダイナミクスを調べた。巨視的な電子型強誘電分極が反平行ドメイン壁を形成する場合にのみ、光励起によりコヒーレント振動(周期~4ピコ秒)が生じることを見出した。このことは、電子集団により生じたドメイン壁が共鳴周波数を持つことを示唆している。
2. 傾斜パルス法による高強度テラヘルツ波光源の開発と最適化を進め、500kV/cmの強電場印加と、偏光操作が行えるようになった。この光源を用いて、鉄酸化物の電子型強誘電体についてテラヘルツポンプ-光第二高調波発生(SHG)プローブ実験を進めた。(a)平衡状態では分極がゼロの結晶方位に電場印加することで、自発分極に匹敵する大きさの分極を創り出すことに成功した。過渡分極は印加電場波形の4乗に追随して変化しており、大きな非線形性と超高速応答を示すことが解った。(b)自発分極によるSHGを電場変調することに成功した。電場強度に対するSHG変化率は他の強誘電体と比べ桁違いに大きく、電子型強誘電分極が俊敏(ピコ秒未満)な電場応答を示すことが解った。観測された超高速ダイナミクスは、印加電場の単純な定数倍では説明できず、新奇な非線形光学応答を反映している可能性がある。
3. 典型的な電子型強誘電体α-(ET)2I3の成長条件の最適化が進み、高品質かつ大型の結晶が得られるようになった。脆弱微小試料の適用に適合させた高感度焦電流測定装置を作製・完成した。本装置では試料温度を周期変調して焦電流を交流測定しており、焦電係数決定には試料温度の動的理解が必要となる。この熱解析のため一次元多層熱拡散モデルを構築し、標準試料の測定結果に適用して文献値と合理的に一致する結果を得た。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] キタエフスピン液体候補物質α-RuCl3における超高速スピンダイナミクス III2021
Author(s)
天野辰哉, 大橋拓純, 川上洋平, 伊藤弘毅, 今野克哉, 青山拓也, 今井良宗, 大串研也, 若林裕助, 後藤貫太, 中村優斗, 岸田英夫, 米満賢治, 岩井伸一郎
Organizer
日本物理学会第76回年次大会
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[Presentation] 第二次高調波発生から見たLuFe2O4結晶の電子強誘電性2021
Author(s)
于洪武, 森田敦也, 石川忠彦, 腰原伸也, 深田幸正, 藤原孝将, 池田直, 岸田晶穂, 伊藤弘毅, 岩井伸一郎, 沖本洋一
Organizer
日本物理学会第76回年次大会
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