2018 Fiscal Year Annual Research Report
Optical properties of photo-excited carriers in carbon nanotubes
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25286005
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 理一郎 東北大学, 理学研究科, 教授 (00178518)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 円偏光二色性 / 近接場 / プラズモン / ２次元熱起電力 / 誘電体多層構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 共鳴ラマン分光では空間解像度が光の波長以下にならないことが問題であった。先端のとがった金属針（チップ）の先に光を当てると、チップ先端付近10nm程度の距離に非常に大きな電磁場（近接場）ができることが知られていてチップ増強ラマン分光として知られている。本研究では、近接場における電子と光子の相互作用の計算をする定式化と、数値計算プログラムを作成して、金属チップ先端における近接場による電場増強を計算した。また増強した電場による光吸収の行列を計算したところ、電子は波数空間で垂直遷移（価電子帯と伝導帯の波数の値を変化しないで光吸収が起きること）はおこらないことを見出した。波数が異なる電子状態間の光吸収が起き、波数の変化量は近接場の局在長に反比例することを見出した。本研究成果は J. Phys. Cond. Matter に投稿し、アクセプトされた。また、多層誘電体による電場増強効果とグラフェンの光吸収の増強を計算して、Appl. Phys. Lett. に発表した。
２. 共鳴ラマン分光において左回りの円偏光をあてると散乱光が右回りの円偏光になる、フォノンモードがある。それを一般的に説明するために、円偏光ラマン分光における角運動量保存の式を導出し、回転対称性との関係を説明した。Phys. Rev. B に論文を発表した。
３．昨年度の熱電効果の成果を発展して２次元物質に関する熱電効果の計算を行い、論文に発表した。２次元物質に関する熱電効果は、(1)歪によって２つのバンドを縮退させる効果と(2)電子を閉じ込める効果の２つの効果によって、非常に高い熱電変換機能を有することを理論的に示した。Phys. Rev. Matterialに発表した。
これらの成果は、上記の論文で発表したほか、Nt17（ブラジル）NT18（中国）やA3（京都）の国際会議でも発表した。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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