2022 Fiscal Year Annual Research Report
Optical control of electron-hole correlation in excitonic insulators
| Project/Area Number |
19H00659
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
溝川 貴司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90251397)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡村 英一 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (00273756)
岡崎 浩三 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40372528)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | エキシトニック絶縁体 / 時間分解光電子分光 / 圧力誘起相転移 / 光誘起相転移 / 電子正孔相関 / 擬ギャップ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
今年度の研究によって、エキシトニック絶縁体相、半金属相（ラインノード型）、半導体相のすべての電子状態を解明することができた。特に、光誘起半金属相において、擬1次元的な電子面とホール面が波数空間で縮退し、ラインノード半金属状態が実現することを示した論文をJournal of Physical Society of Japanに発表することができた。さらに、ポンプ-プローブ型時間分解光電子分光による電子状態と相制御の研究の総括として、ポンプ光で励起された電子密度がある閾値を越えると半金属相になることを示すとともに、励起直後の50fsの時間領域では完全にバンドギャップが閉じておらず擬ギャップが残っているが、励起後150fs程度で完全に擬ギャップが消失して半金属相に至ることが示された。この成果を報告する論文は2023年5月にJournal of Physical Society of Japanに掲載される予定である。
圧力下の赤外分光測定については、S置換によってエキシトニック相から半導体相へと変化していく物質群において、エキシトニック相に留まる組成では圧力誘起半金属相の観測に成功する一方で、半導体相の組成では圧力誘起半金属相が得られなかった。この成果はPhysical Review B誌に発表され、国内外から注目を集めている。
光誘起および圧力誘起半金属相での電子正孔相関と超伝導相関の関係については、低温での光電子分光測定が困難であったこととエネルギー分解能が不十分だったことから、圧力や光による超伝導相関成長とフェルミ面形状や電子正孔相関との関係を解明することはできなかった。ただ、上記の光誘起の擬ギャップ状態は、圧力誘起超伝導相と関連している可能性があり、将来時間分解光電子分光測定のエネルギー分解能が向上すれば、詳細に研究することができる筈である。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
-
[Journal Article] Quasi One-Dimensional Band Structure of Photoinduced Semimetal Phase of Ta2Ni1－xCoxSe5 (x = 0.0 and 0.1)2023
Author(s)
Takumi Mitsuoka, Yu Takahashi, Takeshi Suzuki, Mario Okawa, Hidenori Takagi, Naoyuki Katayama, Hiroshi Sawa, Minoru Nohara, Mari Watanabe, Jiadi Xu, Qianhui Ren, Masami Fujisawa, Teruto Kanai, Jiro Itatani, Kozo Okazaki, Shik Shin, and Takashi Mizokawa
-
Journal Title
Journal of Physical Society of Japan
Volume: 92
Pages: 023703
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
[Journal Article] Pressure suppression of the excitonic insulator state in Ta2NiSe5 observed by optical conductivity2023
Author(s)
H. Okamura, T. Mizokawa, K. Miki, Y. Matsui, N. Noguchi, N. Katayama, H. Sawa, M. Nohara, Y. Lu, H. Takagi, Y. Ikemoto, and T. Moriwaki
-
Journal Title
Physical Review B
Volume: 107
Pages: 045141
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Temporal Evolution and Fluence Dependence of Band Structure in Photoexcited Ta2Ni0.9Co0.1Se5 Probed by Time- and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy2023
Author(s)
Yu Takahashi, Takeshi Suzuki, Masaki Hattori, Mario Okawa, Hidenori Takagi, Naoyuki Katayama, Hiroshi Sawa, Minoru Nohara, Yigui Zhong, Kecheng Liu, Teruto Kanai, Jiro Itatani, Shik Shin, Kozo Okazaki, Takashi Mizokawa
-
Journal Title
Journal of Physical Society of Japan
Volume: 92
Pages: accepted
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Direct observation of multiple conduction-band minima in high-performance thermoelectric SnSe2023
Author(s)
Mario Okawa, Yuka Akabane, Mizuki Maeda, Gangjian Tan, Li-Dong Zhao, Mercouri G. Kanatzidis, Takeshi Suzuki, Mari Watanabe, Jiadi Xu, Qianhui Ren, Masami Fujisawa, Teruto Kanai, Jiro Itatani, Shik Shin, Kozo Okazaki, Naurang L. Saini, Takashi Mizokawa
-
Journal Title
Scripta Materialia
Volume: 223
Pages: 115081
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
[Journal Article] Domain Dependent Fermi Arcs Observed in a Striped Phase Dichalcogenide2022
Author(s)
Takashi Mizokawa, Alexei Barinov, Viktor Kandyba, Alessio Giampietri, Ryoya Matsumoto, Yohei Okamoto, Kou Takubo, Koji Miyamoto, Taichi Okuda, Sunseng Pyon, Hiroyuki Ishii, Kazutaka Kudo, Minoru Nohara, Naurang L. Saini
-
Journal Title
Advanced Qunatum Technologies
Volume: 5
Pages: 202300029
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
