超短パルス高出力レーザーによるコヒーレント軟X線生成と関連する物性の研究

• Project/Area Number: 06F06045
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 黒田 寛人 The University of Tokyo, 物性研究所, 准教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): JIA Tianqing 東京大学, 物性研究所, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: コヒーレント軟X線 / 制御高次高調波 / レーザー誘起共鳴増幅 / 超高分解画像観測 / 蛍光共鳴エネルギー転移 / ナノ物質創成 / フェムト秒 / レーザー干渉 / 傾向共鳴エネルギー転移

Research Abstract

Jiaと黒田は共同で、申請通りフェムト秒レーザーによる新物質創成とナノ構造制御を目的として、実験的研究を推進し、フェムト秒レーザーによる誘電体や半導体界面での相互作用による物質破壊のメカニズム、特に多光子吸収による電子なだれ現象の界面とその動的挙動の研究を進めた。同時にその理論的背景の物理の考察をすすめた。6H-SiCにおける結果、CaF_2における結果は新たな知見として評価され、Appl. Phys. Lett., Phys. Rev.B等に記述されている。
又、ナノ構造制御の方式としてレーザー2波長による干渉効果を提唱し、実験的にZnSe表面界面に二波長(400nm、800nm)のフェムト秒レーザーの干渉により、ナノグレーティング、ナノリップルが形成され基板面の結晶軸ではなく、レーザーの偏光方向にナノ物質が制御形成される事をはじめて見出した。これらはSolid State Commun.やAppl. Phys. Lett.等に記述され、新しい物質制御の方式として、注目されている。この方式を新展開させるため1KHz、150fsのTisレーザーとそれによるパラメトリック発振器により500〜2200nmの波長可変光を生成し、2ビームによる実験をすすめ、ビートによるナノリップル以外にももっと微少のナノリップル構造の生成をはじめて検出するなど研究を進展させた。(Phys, Rev. B及びA. P. L.投稿中)
さらに研究を発展させるために黒田が中心となって進めてきたコヒーレント2波長軟X線の生成の成果を応用し、コヒーレント軟X線による超微細ナノ加工と散乱干渉による観察を目指し、研究を前進させ、FeとInでナノ加工可能な高調波の生成まで進展させた。。

Research Products

• [Journal Article] Single attosecond pulse generationin He^+ by controlling the instant ionization rate using attosecond pulse trains combined with an intense laser pulse (2007)
  • Author(s): Xinkui He, T. Q. Jia, JunZhang, M. Suzuki, M. Baba, T. Ozaki, Ruxin Li, Zhizhan Xu, and Hiroto Kuroda
  • Journal Title: J.Opt.Soc.Am.B 24 Pages: 1922-1926
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Femtosecond laser-induced ZnSe nanowires on the surface of ZnSe wafer in water (2007)
  • Author(s): T.Q.Jia, M.Baba, M.Huang, F.Zhao, J.Qiu, X.Wu, M.Suzuki, R.Li, Z.Xu, H.Kuroda
  • Journal Title: Solid State Commun. 141 Pages: 635-635
• [Journal Article] Formation mechanisms of uniform arrays of periodic nanoparticles and nanoripples on 6H-SiC crystal surface induced by femtosecond laser ablation (2007)
  • Author(s): X.J.Wu, T.Q.Jia, F.L.Zhao, M.Huang, N.S.Xu, H.Kuroda, Z.Z.Xu
  • Journal Title: Applied Physics A 86 Pages: 491-491
• [Journal Article] ZnSe nanowires grown on the crystal surface femtosecond laser ablation in air, (2006). (2006)
  • Author(s): T.Q.Jia, H.X.Chen, M.Huang, X.J.Wu, F.L.Zhao, M.Baba, M.Suzuki, H.Kuroda, J.R.Qiu, R.X.Li, Z.Z.Xu
  • Journal Title: Applied Physics Letters 89 Pages: 101116-101116
• [Journal Article] Alignment of nanoparticles formed on the surface of 6H-SiC crystals irradiated by two collinear femtosecond laser beams (2006)
  • Author(s): T.Q.Jia, F.L.Zhao, M.Huang, H.X.Chen, J.R.Qiu, R.X.Li, Z.Z.Xu, H.Kuroda
  • Journal Title: Applied Physics Letters 88 Pages: 111117-111117
• [Journal Article] UV-IR femtosecond laser-induced damage in fused silica and CaF□ crystals (2006)
  • Author(s): T.Q.Jia, H.X.Chen, M.Huang, F.L.Zhao, X.X.Li, S.Z.Xu, H.Y.Sun, D.H.Feng, C.B.Li, X.F.Wang, R.X.Li, Z.Z.Xu, X.K.He, H.Kuroda
  • Journal Title: Physical Review B 73 Pages: 54105-54105
• [Journal Article] Damage excitation processes during femtosecond laser irradiation on dielectric omnidirectional reflectors (2006)
  • Author(s): T.Q.Jia, H.Y.Sun, X.X.Li, D.H.Feng, C.B.Li, S.Z.Xu, R.X.Li, Z.Z.Xu, H.Kuroda
  • Journal Title: Journal of Applied Physics 100 Pages: 23103-23103