2012 Fiscal Year Annual Research Report
高強度超短パルステラヘルツ光に対するグラフェンの非線形光学応答
Publicly Offered Research
| Project Area | Optical science of dynamically correlated electrons in semiconductors |
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| Project/Area Number |
23104708
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石川 顕一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70344025)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | グラフェン / テラヘルツ光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラフェンに高強度超短パルステラヘルツ光が入射した場合の非線形応答を、時間領域で定式化し理論的に研究した。まず、先行研究において、無質量ディラックフェルミオン描像で垂直入射に対して行った定式化を、Tight-bindingモデルや斜入射の場合に拡張することに成功した。k空間での電子の動きを追跡するユニークなアプローチで、任意のパルス時間波形、偏光、入射方向に対応しており、バンド間およびバンド内ダイナミクスの動的相関を明確にすることができる。垂直入射の場合にはグラフェンブロッホ方程式の形に表せることや、斜入射の場合には、光子の運動量に起因するフォトンドラッグ効果や、電流値が場所に依存することによる電子密度の変化が、自然に含まれていることを見出した。また、電子の力学的運動量がディラック点回りの円経路をとる場合の解析解を導出した。断熱極限でのベリー位相の出現も解に含まれている。さらに、高強度シングルサイクルテラヘルツ光をグラフェンに照射すると、パルス終了後にも直流電流が残ることを見出した。これは、電子がディラック点近傍を通過する際にバンド間遷移が促進され、キャリアが生成されるためで、パルスの強度やキャリアエンベロープ位相、グラフェンのフェルミエネルギーに複雑に依存することを明らかにした。
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| Research Progress Status |
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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