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2010 Fiscal Year Annual Research Report

シングルショット超高速分光法による光誘起相転移初期過程の解明

Publicly Offered Research

Project AreaOptical science of dynamically correlated electrons in semiconductors
Project/Area Number 21104510
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

片山 郁文  横浜国立大学, 学際プロジェクト研究センター, 特任教員(助教) (80432532)

Keywordsテラヘルツ / 誘電体 / シングルショット / 光誘起相転移 / 超高速分光
Research Abstract

本研究では、シングルショットの超高速分光法を駆使することによって、光誘起相転移の初期過程を解明しようとするものである。今年度は、透過型の階段状ミラーを用いることによって、擬一次元白金錯体の高密度光励起状態を研究し、電荷密度波状態から、金属状態へと相転移が起こることを初めて見出した。
励起密度を上げていくことによって非線型的に吸収変化が誘起され、それは低周波に重みを持つことなどから金属相の応答であると考えられる。これは、シングルショットベースの測定方法を用いることで、これまで以上に高強度の光励起を損傷なく行うことができるようになったためであり、シングルショット分光法が光誘起相転移の研究に重要な知見をもたらすことを示している。
また、LiNbO3単結晶を用いた高強度のテラヘルツ波発生手法を用いて、量子常誘電体SrTiO3薄膜の非線形テラヘルツ分光を行い、ソフトモードの吸収が高周波シフトし、線幅が細くなることを示した。これはソフトモードの非調和性に起因するものであり、誘電分極が強誘電相転移に近い振幅にまでテラヘルツ電場によってゆすられていることを示唆している。これは、テラヘルツ波を用いた物性のコヒーレント制御が可能となってきていることを示しており、重要な結果である。
また、独自の技術である、反射型エシェロンミラーを用いて、LiNbO3単結晶のシングルショットの偏光回転ポンププローブ分光法により、LiNbO3のテラヘルツフォノンポラリトンが実時間でイメージング可能であることを示した。これは時間周波数をシングルショットでマップする新しい分光手法である。

  • Research Products

    (34 results)

All 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (30 results)

  • [Journal Article] High-Frequency Coherent Phonons in Graphene on Silicon2011

    • Author(s)
      S.Koga, I.Katayama, S.Abe, H.Fukidome, M.Suemitsu, M.Kitajima, J.Takeda
    • Journal Title

      Appl.Phys.Express

      Volume: 4(In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coherent optical phonons in the iron oxypnictide SmFeAsO_<1-x>F_x(x=0.075)2011

    • Author(s)
      H.Takahashi, Y.Kamihara, H.Koguchi, T.Atou, H.Hosono, I.Katayama, J.Takeda, M.Kitajima, K.G.Nakamura
    • Journal Title

      J.Phys.Soc.Jpn.

      Volume: 80 Pages: 013707

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrabroadband terahertz generation using 4-N,N-dimethylamino-4_-N_-methyl-stilbazolium tosylate single crystals2010

    • Author(s)
      I.Katayama, R.Akai, M.Bito, H.Shimosato, K.Miyamoto, H.Ito, M.Ashida
    • Journal Title

      Appl.Phys.Lett.

      Volume: 97 Pages: 021105

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultrabroadband terahertz spectroscopy and its application to the thin films2010

    • Author(s)
      I.Katayama, M.Ashida
    • Journal Title

      J.Vac.Soc.Jpn.

      Volume: 53 Pages: 301

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] LiNbO_3におけるフォノンポラリトン分散のシングルショット時間周波数イメージング計測2011

    • Author(s)
      堺原弘行、片山郁文、市田秀樹、兼松泰男、武田淳
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] グラフェンにおけるコヒーレントフォノン2011

    • Author(s)
      古賀翔、片山郁文、武田淳、阿部峻佑、吹留博一、末光眞希、島田透、北島正弘
    • Organizer
      第58回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学
    • Year and Date
      2011-03-26
  • [Presentation] 層状半導体PbI_2における励起子・励起子散乱及び励起子分子の発光ダイナミクスII2011

    • Author(s)
      安藤光健、片山郁文、市田秀樹、若生周治、兼松泰男、武田淳
    • Organizer
      日本物理学会第66回年次大会
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] カーボンナノチューブにおけるコヒーレントフォノンの振幅増強2011

    • Author(s)
      田原佳祐、古賀翔、片山郁文、武田淳、唐捷、島田透、北島正弘
    • Organizer
      第58回 応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] Phase matching condition for ultrabroadband terahertz generation in a DAST Single Crystal2011

    • Author(s)
      I.Katayama, M.Bito, R.Akai, H.Shimosato, K.Miyamoto, H.Ito, M.Ashida
    • Organizer
      the International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2011
    • Place of Presentation
      Santa Barbara, USA
    • Year and Date
      2011-03-16
  • [Presentation] Terahertz Coherent Synchrotron Radiation Probed with Electro-Optic Sampling Method2011

    • Author(s)
      I.Katayama, H.Shimosato, M.Bito, K.Furusawa, M.Adachi, M.Shimada, H.Zen, S.Kimura, N.Yamamoto, M.Hosaka, M.Katoh, M.Ashida
    • Organizer
      the International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2011
    • Place of Presentation
      Santa Barbara, USA
    • Year and Date
      2011-03-14
  • [Presentation] 光捕集性デンドリマーにおけるエネルギー伝達の時間・周波数実時間イメージング2010

    • Author(s)
      佐竹開、永吉祐子、赤井一郎、木村睦、片山郁文、武田淳
    • Organizer
      第21回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      20101210-20101211
  • [Presentation] 励起子共鳴及びバンド間励起における半導体PbI2の高密度励起発光ダイナミクス2010

    • Author(s)
      安藤光健、片山郁文、市田秀樹、兼松泰男、武田淳
    • Organizer
      第21回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      20101210-20101211
  • [Presentation] Auナノ構造によるグラファイトのコヒーレントD-モードフォノンの振幅増強2010

    • Author(s)
      古賀翔、片山郁文、武田淳、首藤健一、島田透、久保敦、菱田俊一、藤田大介、北島正弘
    • Organizer
      第21回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      20101210-20101211
  • [Presentation] 時間領域THz分光を用いた半金属Bi超薄膜のキャリアダイナミクス2010

    • Author(s)
      横田耕一郎、片山郁文、武田淳、韓貴、D.McCarthy、長尾忠昭、北島正弘
    • Organizer
      第21回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      20101210-20101211
  • [Presentation] 反射型エシェロンを用いた超短光パルスとフォノンポラリトンのシングルショット時間・周波数イメージング2010

    • Author(s)
      堺原弘行、片山郁文、武田淳
    • Organizer
      第21回光物性研究会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] グラファイト表面におけるDモード・コヒーレントフォノンの振幅増強2010

    • Author(s)
      片山郁文、古賀翔、首藤健一、武田淳、島田透、菱田俊一、藤田大介、北島正弘
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-26
  • [Presentation] 層状半導体PbI2における励起子-励起子散乱及び励起子分子の発光ダイナミクス2010

    • Author(s)
      安藤光健、片山郁文、武田淳
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-25
  • [Presentation] 半金属Bi超薄膜におけるキャリアダイナミクスの時間領域THz分光2010

    • Author(s)
      横田耕一郎、片山郁文、武田淳、韓貴、D.McCarthy、長尾忠昭、北島正弘
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 分子間振動から観る有機ラジカル結晶TTTAの相転移ダイナミクス2010

    • Author(s)
      大原潤、河野太郎、片山郁文、武田淳
    • Organizer
      日本物理学会2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 反射型エシェロンを用いた光Kerr効果による超短光パルスの実時間FROGイメージング計測2010

    • Author(s)
      堺原弘行、片山郁文、武田淳
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] グラファイトにおけるコヒーレントDモードフォノンの表面プラズモン増強2010

    • Author(s)
      古賀翔、片山郁文、武田淳、首藤健一、島田透、菱田俊一、藤田大介、北島正弘
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] DAST単結晶を用いた超広帯域テラヘルツ波発生の位相整合条件2010

    • Author(s)
      片山郁文、下里弘、赤井亮太、尾藤道隆、宮本克彦、伊藤弘昌、芦田昌明
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] Ultrafast Phase Conversion to a Metallic State in Quasi-one-dimensional Platinum Comlexes under Extremely High-density Excitation2010

    • Author(s)
      T.Kawano, I.Katayama, T.Shin, J.Wolfson, K.A.Nelson, J.Takeda
    • Organizer
      International Conference of Ultrafast Phenomena 2010
    • Place of Presentation
      Snowmass USA
    • Year and Date
      2010-07-22
  • [Presentation] Coherent Synchrotron Terahertz Radiation using Laser Bunch Slicing2010

    • Author(s)
      I.Katayama, H.Shimosato, M.Bito, K.Furusawa, M.Adachi, H.Zen, M.Shimada, N.Yamamoto, M.Hosaka, S.Kimura, M.Kato, M.Ashida
    • Organizer
      35th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
    • Place of Presentation
      Rome, Italy
    • Year and Date
      2010-07-20
  • [Presentation] Dynamics of Coherent Phonons in Disordered Graphite2010

    • Author(s)
      I.Katayama, S.Koga, T.Shimada, K.Kato, S.Hishita, D.Fujita, J.Takeda, M.Kitajima
    • Organizer
      International Conference of Ultrafast Phenomena 2010
    • Place of Presentation
      Snowmass, USA
    • Year and Date
      2010-07-20
  • [Presentation] Phase Transition Dynamics Probed with Photoluminescence due to Self-trapped Excitons in an Organic Radical TTTA crystal2010

    • Author(s)
      T.Takeuchi, K.Mitarai, I.Katayama, J.Takeda
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2010-07-08
  • [Presentation] Enhancement of coherent D-mode phonons in highly-oriented pyrolytic graphite2010

    • Author(s)
      S.Koga, I.Katayama, J.Takeda, T.Shimada, S.Hishita, D.Fujita, M.Kitajima
    • Organizer
      SSSJ-A3 Foresight Joint Symposium on Nanomaterials and Nanostructures
    • Place of Presentation
      東京大学・東京
    • Year and Date
      2010-07-06
  • [Presentation] Optical Properties and Function Control of a Henn Egg White Lysozyme with Photochromic Materials2010

    • Author(s)
      N.Niimura, I.Katayama, T.Inada, J.Takeda
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2010-07-06
  • [Presentation] Energy Transfer Efficiency from Light-Harvesting Antennas to the Core in π-Conjugated Small Dendrimers2010

    • Author(s)
      Y.Nagayoshi, K.Satake, I.Akai, Kimura, I.Katayama, J.Takeda
    • Organizer
      International Conference on Science and Technology of Synthetic Metals 2010
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2010-07-05
  • [Presentation] Surface Plasmon Enhancement of Coherent phonons in an ion-implanted graphite2010

    • Author(s)
      I.Katayama, S.Koga, J.Takeda, T.Shimada, S.Hishita, D.Fujita, M.Kitajima
    • Organizer
      International conference on Nanophotonics 2010
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2010-06-02
  • [Presentation] Time frequency real-time imaging of ultrashort laser pulses with a single echelon mirror.2010

    • Author(s)
      H.Sakaibara, I.Katayama, J.Takeda
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2010-05-20
  • [Presentation] Nonlinear THz Spectroscopy on the Dielectric Thin Films2010

    • Author(s)
      I.Katayama, H.Aoki, J.Takeda, H.Shimosato, M.Ashida, R.Kinjo, I.Kawayama, M.Tonouchi, M.Nagai, K.Tanaka
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2010-05-18
  • [Presentation] Terahertz Field Detection of Coherent Synchrotron Radiation Produced by Laser Bunch Slicing2010

    • Author(s)
      I.Katayama, H.Shimosato, M.Bito, K.Furusawa, M.Adachi, M.Shimada, H.Zen, N.Yamamoto, M.Hosaka, S.Kimura, M.Katoh, M.Ashida
    • Organizer
      Conference on Lasers and Electro-Optics
    • Place of Presentation
      San Jose, USA
    • Year and Date
      2010-05-17
  • [Presentation] Real-Time Time-Frequency Two-Dimensional Imaging of Ultrafast Excited-State Dynamics in Light-Harvesting Nano- and Biomaterials2010

    • Author(s)
      J.Takeda, A.Ishida, I.Katayama
    • Organizer
      International Conference on Nanomaterials : Synthesis Characterization and Applications (ICN2010)
    • Place of Presentation
      India
    • Year and Date
      2010-04-28

URL: 

Published: 2012-07-19  

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