Electron-Phonon Coupling Investigated by Fourier-Transform Time-Resolved ARPES

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01818
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Okazaki Kozo 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40372528)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 剛 東京大学, 物性研究所, 助教 (30815915)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 時間分解光電子分光 / 光誘起相転移 / コヒーレントフォノン / 非平衡電子状態

Outline of Final Research Achievements

We have revealed nonequilibrium electronic states after photoexcitation by time- and angle-resolved photoemission spectroscopy, and especially, frequency domain angle-resolved photoemission spectroscopy (FDARPES), which maps oscillation of photoemission intensity induced by coherent phonon excitation to energy-momentum space, for various materials. For the materials which shows a photo-induced phase transition, coherent phonon excitations are often observed, and the detailed oscillations of the electronic structures accompanied with the photo-induced phase transition were successfully revealed by the FDARPES analysis.

Free Research Field

電子物性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コヒーレントフォノン励起を伴う光誘起相転移において、コヒーレントフォノンに同期して、金属状態と絶縁体状態が交互に現れるなど、新たに開発されたFDARPESという手法を用いて初めて得られる情報を抽出することに成功した。これは、光誘起相転移における詳細な電子構造の変化やそのメカニズムの理解について大きく進展させる成果である。この成果により、物質におけるバンド構造の制御、さらにそれに基づく物性制御、超高速スイッチングの実現など、将来的には一般社会への波及効果も期待できる。