2014 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロステップ光学素子を用いた１ショット広帯域実時間イメージング分光法の開発
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23241034
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
武田 淳 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60202165)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊地 あづさ 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30452048)
片山 郁文 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80432532)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | シングルショット / フェムト秒 / 光相変化 / イメージング / 紫外吸収剤 / エシェロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、温度制御したナノプロセッシング技術により、0.2μm以下の加工精度で1μmオーダーのステップ構造を持つ超精密反射型エシェロンを作製した。これをプローブ光の遅延時間発生光学素子として用い、（不可逆）光反応のダイナミクスを可視化できる高時間分解能、スポット集光、広帯域、時間・波長2次元同時検出すべてを満たす世界唯一の1ショット広帯域実時間イメージング分光法を開発した。
本年は、この分光技術を駆使し、光メディアとして広く使用されているカルコゲナイドガラスの相変化ダイナミクスのシングルショット計測を行うとともに、分光技術を可視・紫外領域からテラヘルツ（THz）領域に拡大し、金属・半金属の伝導電子制御への適用をおこなった。また、本分光技術のターゲットの1つである紫外線吸収分子の一重項酸素増感生成および消光能について検討を行った。対象としたトリアゾン系紫外線吸収分子はトリアゾン系紫外線吸収分子の励起状態から一重項酸素が光増感生成することが判明し，一重項酸素消光能は高くないことが分かった。
カルコゲナイドガラスの相変化ダイナミクスにおいては、結晶相からアモルファス相への超高速アモルファス化が200フェムト秒以下で生じること、それがGe原子とTe原子のボンド切断に伴う8配位から6配位構造への相変化であること（Flip-Flopモデル）を見出した。また、時間分解電子線回折実験により、アモルファス化に伴う構造変化が10～20ピコ秒で完了することを見出した。
一方、シングルショットTHz分光では、熱の蓄積効果を避けて長寿命光励起キャリアの応答を明らかにし、通常の光ポンプ・THzプローブ分光に対する優位性を示した。また、高強度THz波による半金属Biの伝導電子の非線形相対論的加速や金ナノ構造体の電子トンネリングを実現した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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