2023 Fiscal Year Annual Research Report
Fusing nanomaterials and strong electric field nonlinear optics for new advances in photonics
| Project/Area Number |
19H05465
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
金光 義彦 京都大学, 化学研究所, 教授 (30185954)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣理 英基 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00512469)
田原 弘量 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (20765276)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-23 – 2024-03-31
|
| Keywords | 非線形光学 / 高次高調波発生 / 半導体 / 半導体ナノ構造 / 高強度テラヘルツ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、特色ある電子状態を持つ固体結晶やナノ物質の非線形光学応答の理解と制御を目的にして研究を推進した。半導体GaAsの高次高調波発生の実験から、励起光の偏光楕円率が高調波の発生効率や偏光状態に大きな影響を与えることを明らかにした。直線偏光励起から楕円偏光の高調波が発生可能であり、さらに励起光の偏光楕円率を操作することで、高調波強度の顕著な増大が生じることを発見した。光電場に追従した電子応答を研究できる位相ロックパルス分光では、半導体ナノ結晶における量子コヒーレント応答を計測した。ナノ結晶間距離を制御したナノ結晶薄膜を作製し、ナノ結晶間距離と光電流コヒーレント応答の関係を調べた。ナノ結晶間距離が短くなると、高次のコヒーレント信号が急激に増大することが分かった。励起光強度依存性を解析することで、隣接するナノ結晶が協同的に振る舞い、非線形な光電流信号が増強されることを明らかにした。単一ナノ結晶顕微分光では、ペロブスカイトナノ結晶の低温での発光スペクトルに現れるマルチピーク構造がエキシトン、トリオン、バイエキシトンに由来することを見出し、トリオンとバイエキシトンの束縛エネルギーの詳細を明らかにした。二次元層状ハライドペロブスカイトは有機分子の種類を変えることにより多彩な電子・光物性が発現する構造制御性の高い新たな二次元半導体であり、室温で強誘電性を示す試料の作製も可能である。第二高調波発生は強誘電材料物性や結晶対称性を解明する上で有用な手法であり、偏光分解第二高調波イメージング測定系を構築し、強誘電二次元層状ハライドペロブスカイトにおける強誘電特性および第二高調波特性を明らかにした。さらに、単結晶X線構造解析により、強誘電分極と相関している第二高調波強度と格子定数の相関を明らかにした。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
