時間差2段階励起による凝縮系高励起状態とその緩和のピコ秒分光

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 60420011
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 平井 正光 東北大, 工学部, 教授 (90004275)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 萱沼 洋輔 東北大学, 理学部, 助手 (80124569) ; 鈴木 吉朗 東北大学, 工学部, 助手 (80133932) ; 近藤 泰洋 東北大学, 工学部, 助教授 (20013534)
• Keywords: 時間差2段階励起 / ピコ秒分光 / 励起状態 / 緩和励起子 / 色中心

Research Abstract

本研究はナノ秒時間幅のエキシマーレーザで試料を1次励起し、試料が緩和励起状態(【E_R】)にある数μ秒〜数ω秒内にピコ秒幅のレーザ光で【E_R】より更に上の励起状態へ2次励起し、その際の試料の発光、吸収スペクトルのピコ秒領域での変化を測定する実験方法を確立すること、及びこの方法を用いて高励起準位間の緩和過程、それに伴って起る超高速構造変化の機構を明らかにすることである。上記研究のため
(1)既存のルビーレーザを整備し、エキシマーレーザの発振後数10μ秒にルビーレーザが発振するように調整した。
(2)上記装置を用いて、70KのKBr結晶を先ずエキシマーレーザで励起して、自縄自縛励起子(STE)及びF中心による吸収の現れることを確認した。
(3)更にエキシマーレーザでの励起後数10μ秒後にルビレーザで再励起した所、STEが減少し、F中心が増加することを確めた。ルビーレーザ光照射時でのF中心生成時定数は測定出来なかったが、ルビーレーザによる2段階励起で、STEからF中心の生成が可能であることが判明したのは本研究での成果である。
(4)予備的、基礎的実験として、KI結晶を128Kで16ピコ秒の時間幅の電子線で照射した所STEの寿命を反映する時定数でF中心が生成されることを見出した。これは60年度の結論とは反対の結論であるが、最低三重項準位にあるSTEからF中心が生成されることを直接的に始めて明らかにしたものである。60年度の報告にある80K及び300Kでのルビーレーザ光照射に判うSTE及びF中心生成についても、本年度に得た結論で理解出来る。
以上時間差2段階励起のための装置を整備し、KBrについて、2段階励起に判うF中心生成を確めることが出来た。

Research Products

• [Publications] K.Fujiwara;A.Nakamura;Y.Tokuda;T.Nakayama;M.Hirai: Appl.Phys.Lett.49. 1193-1195 (1986)
• [Publications] A.Nakamura;K.Fujiwara;Y.Tokuda;T.Nakayama;M.Hirai: Physical Review B. 34. 9019-9022 (1986)
• [Publications] A.Nakamura;M.Shimura;M.Hirai;M.Aihara;S.Nakashima: Physical Review B. 35. 1281-1287 (1987)
• [Publications] A.Nakamura;T.Sano;Y.Kondo;M.Hirai: J.Phys.Soc.Jpn.56. 1603-1608 (1987)