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2012 Fiscal Year Annual Research Report

強相関電子材料における光テラヘルツ波機能の創製

Research Project

Project/Area Number 22246043
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

斗内 政吉  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 教授 (40207593)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords強相関電子材料 / テラヘルツ
Research Abstract

本年度は、高強度のTHzパルスをYBCO薄膜およびNbN薄膜に照射することにより、光励起ではなく電界効果による超伝導電子対破壊が起こっていることを実験的に確認した。パルス波面傾斜法により発生させた、高強度THz波を用いたTHz時間領域分光法により、LSAT基板上に成膜したYBCO薄膜およびMgO基板上のNbN薄膜を測定した。THzパルスのピークにおける電界強度E0~30kV/cm、中心周波数は0.35THzである。転移温度Tcより高い130Kでは電界強度依存性は見られないが、Tc以下の34Kでは明らかに電界効果による透過率の変化が見られた。この透過波形から複素伝導度を計算し、2流体モデルを用いて超伝導電子と常伝導電子の比率を計算した結果、電界が増加するに従い超伝導電子の比率が減少しており、電界効果による電子対破壊が起こっていることを明らかにした。
また、本年度はCE型反強磁性体であるMn系酸化物Pr0.5Sr0.5MnO3(PSMO)薄膜を作製し、まずそのテラヘルツ帯における伝導度をテラヘルツ時間領域分光法で計測した。PCMO(110)薄膜をLSAT(110)基板上にレーザーアブレーション法を用いて作成し、透過スペクトルの温度変化を計測した。このとき、さらにテラヘルツ波の偏光面が[1-10]方向に対して0度、45度、90度の方向の時のスペクトルを測定し、それぞれ比較した。その結果、偏光方向が[1-10]方向の時の光学伝導度は、通常の金属と同様Drude的なスペクトルが特に100K以下の低温領域で顕著に見られたが、90度傾けた[001]方向の時は、約4meV程度にピークのある、非Drude的な振る舞いが見られた。これは、同一薄膜内において、金属的な伝導から絶縁体的な伝導へのクロスオーバーが起こっている事を示唆するものである。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2013 2012

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Tunable narrowband terahertz generation in lithium niobate crystal using a binary phase mask2013

    • Author(s)
      Caihong Zhang
    • Journal Title

      Optics Letter

      Volume: 38 Pages: 953-955

    • DOI

      10.1364/OL.38.000953

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] テラヘルツ波光源走査イメージングシステムの開発2013

    • Author(s)
      芹田和則
    • Journal Title

      日本赤外線学会論文誌

      Volume: 23 Pages: 6 -12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sub-diffraction thin-film sensing with planar terahertz metamaterials2012

    • Author(s)
      W. Withayachumnankul
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 20 Pages: 3345–3352

    • DOI

      10.1364/OE.20.003345

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bandwidth tunable THz wave generation in large-area periodically poled lithium niobat2012

    • Author(s)
      Caihong Zhang
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 20 Pages: 8784-8790

    • DOI

      10.1364/OE.20.008784

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scanning laser terahertz near-field imaging system2012

    • Author(s)
      Kazunori Serita
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 20 Pages: 12959-12965

    • DOI

      10.1364/OE.20.012959

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distributed source model for the full-wave electromagnetic simulation of nonlinear terahertz generation2012

    • Author(s)
      Christophe Fumeaux
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 20 Pages: 18397-18414

    • DOI

      10.1364/OE.20.018397

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Terahertz generation by optical rectification in lithium niobate crystal using a shadow mask2012

    • Author(s)
      Yuri Avestisyan
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 20 Pages: 25752-25757

    • DOI

      10.1364/OE.20.025752

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Imaging of a polycrystalline silicon solar cell using a Laser Terahertz Emission Microscope2012

    • Author(s)
      H. Nakanishi
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 5 Pages: 112301-1-3

    • DOI

      10.1143/APEX.5.112301

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] レーザー走査型テラヘルツ波2次元面放射イメージングシステム2012

    • Author(s)
      芹田和則
    • Journal Title

      レーザー学会学会誌 レーザー研究

      Volume: 40 Pages: 496-501

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レーザー走査テラヘルツイメージングシステム2013

    • Author(s)
      K. Serita
    • Organizer
      第三回高強度レーザー施設共用促進セミナー “テラヘルツ分析の基礎と応用(2)”
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター
    • Year and Date
      20130308-20130308
  • [Presentation] Imaging of Graphene Films on Indium Phosphide with Laser THz Emission Microscopy2012

    • Author(s)
      Y.Sano
    • Organizer
      3rd International Symposium on Terahertz Nanoscience
    • Place of Presentation
      Hawaii, USA
    • Year and Date
      20121210-20121212
  • [Presentation] レーザー走査型THz波放射イメージングシステムによる毛髪のTHz分光イメージング評価2012

    • Author(s)
      K. Serita
    • Organizer
      日本分光学会 テラヘルツ分光部会 シンポジウム
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      20121025-20121026
  • [Presentation] レーザー走査型テラヘルツ波放射イメージングシステム2012

    • Author(s)
      K. Serita
    • Organizer
      テラヘルツ技術研究会
    • Place of Presentation
      NICT沖縄
    • Year and Date
      20120706-20120706
  • [Presentation] ダイナミックテラヘルツ放射顕微鏡によるGaAs光スイッチ中の超高速キャリアダイナミクス評価2012

    • Author(s)
      Y. Maekawa
    • Organizer
      テラヘルツ技術研究会
    • Place of Presentation
      NICT沖縄
    • Year and Date
      20120706-20120706
  • [Presentation] Scanning Laser Terahertz Near-field Imaging System2012

    • Author(s)
      K. Serita
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Terahertz Nanoscience
    • Place of Presentation
      the Okinawa Electromagnetic Technology Center
    • Year and Date
      20120704-20120705
  • [Presentation] Terahertz Emission From BiFeO3 Thin Films2012

    • Author(s)
      Masayoshi Tonouchi
    • Organizer
      4th International Conference "Smart Materials, Structures and Systems"
    • Place of Presentation
      Tuscany, Italy
    • Year and Date
      20120614-20120614
    • Invited
  • [Presentation] Understanding the Nature of Ultrafast Polarization Dynamics of Ferroelectric Memory in the Multiferroic BiFeO32012

    • Author(s)
      Masayoshi Tonouchi
    • Organizer
      4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systemsw
    • Place of Presentation
      Luft Montecatini Terme
    • Year and Date
      20120610-20120614
    • Invited
  • [Presentation] Intense-THz-Field Response of YBa2Cu3O7-δ Thin Films2012

    • Author(s)
      Masayoshi Tonouchi
    • Organizer
      11th International Symposium on High Temperature Superconductors
    • Place of Presentation
      Miyagi, Japan
    • Year and Date
      20120529-20120601
    • Invited
  • [Presentation] Narrowband THz Wave Generation by Optical Rectification in Large-Area PPLN2012

    • Author(s)
      Masayoshi Tonouchi
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics
    • Place of Presentation
      San Jose, CA, USA
    • Year and Date
      20120506-20120511
  • [Presentation] Band-tunable THz time domain source for device evaluation2012

    • Author(s)
      Caihong Zhang, Yuri Avetisyan, and Masayoshi Tonouchi
    • Organizer
      Semiconductor Sources and Detectors of THz radiation
    • Place of Presentation
      Hotel Montana in Tignes, France
    • Year and Date
      2012-04-25

URL: 

Published: 2014-07-24  

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