中赤外自由電子レーザーによる選択的格子振動励起の検証と電子状態への影響
| Project/Area Number |
13J04954
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Nuclear engineering
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 恭平 京都大学, エネルギー理工学研究所, 学振特別研究員(PD) (60750453)
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| Project Period (FY) |
2013 – 2014
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 自由電子レーザー / 格子振動 / ラマン散乱分光 / ワイドギャップ半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SiC、TiO_2などのワイドギャップ半導体は、省エネルギーパワーデバイス、光触媒、新型太陽電池の電極材などへの応用が考えられており、エネルギー問題・環境問題を解決する上で重要な材料である。これらの材料の物性は、固体中の格子振動と電子の相互作用(電子格子相互作用)が重要な役割を担っていると考えられており、その相互作用の解明のために、格子振動の励起を制御する技術が必要となる。そのための技術として、格子振動の吸収エネルギーに対応する光(中赤外レーザー)を固体に照射して、特定の格子振動を選択的に励起するという方法が考えられている。しかしながら、中赤外レーザーの照射で、格子振動の励起状態の制御ができることは直接的に証明されていないため、その原理実証が必要である。昨年度、アンチストークスラマン散乱分光法を用いて、SiCの中赤外レーザーによる選択的格子振動励起を原理実証に成功した。さらに、電子格子相互作用を解明するうえでは、特定の格子振動が及ぼす電子状態への影響を明確化することが重要となる。そこで、本年度は、選択的格子振動励起を行いつつ、フォトルミネッセンス(PL)測定を行うことにより、選択的格子振動励起時の電子状態を解明することを研究目的とした。具体的には、中赤外レーザーと同期させたピコ秒レーザーによるPL測定装置を開発を主として、ピコ秒レーザーのビームトランスポートラインを設計・構築を行った。また、他の材料の選択的格子振動励起を検証するため、ピコ秒レーザーを用いた実験系の構築と並行して、ZnOの選択的格子振動励起の検証を行った。その結果、ZnOは、プローブ光として用いたNd-YAGレーザー照射で二光子吸収によるPLが観測され、ZnOからのPL信号がアンチストークスラマン散乱信号観測におけるS/N比を低下させていることが示唆された。
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| Research Progress Status |
本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Experimental demonstration of mode-selective phonon excitation of 6H-SiC by a midinfrared laser with anti-Stokes Raman scattering spectroscopy2013
Author(s)
Kyohei Ybshida, Taro Sonobe, H eishun Zen, Kan Hachiya, K e nsuke Okumura, Kenta M is h ima, Motoharu Inukai, H ani Negm, Konstantin T o r g a s i n , Mohamed Omer, Toshiteru Kii, Kai Masuda, Hideaki Ohgaki
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Journal Title
Applied Physics Letters
Volume: 103
Issue: 18
Pages: 182103-182106
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Direct observation of the mode-selective phonon excitation by mid-infrared pulse laser through anti-Stokes Raman scattering2014
Author(s)
K. Yoshida, T. Sonobe, H. Zen, , K. Hachiya, K. Okumura, K. Mishima, M. Inukai, H. Negm, K. Torgasin, M. Omer, T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki
Organizer
3rd Germany/Japan Seminar on Zero-Emission Energy
Place of Presentation
京都大学 宇治キャンパス
Year and Date
2014-03-18
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[Presentation] ラマン散乱測定法を用いた中赤外レーザーによる選択的格子振動励起の直接観測2014
Author(s)
吉田恭平, 園部 太郎, 全 炳俊 , 峰谷 寛, 奥村 健介, 三島 健太, 犬飼 元晴, Hani Negm, Konstantin Torgasin, Maoharned Omer, 紀井 俊輝, 増田 開, 大垣 英明
Organizer
第61回応用物理学会春季学術講演会
Place of Presentation
青山学院大学相模原キャンパス
Year and Date
2014-03-17
Related Report
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[Presentation] アンチストークスラマン散乱測定法を用いた中赤外FELによる選択的格子振動励起の原理実証2014
Author(s)
吉田恭平, 園部太郎, 全炳俊, 蜂谷寛, 高見清, 奥村健祐, 栂村勇輔, 犬飼元晴, 三島健太, Sikharin Suphakul, Negm Hani, Konstantin Torgasin, Mohamed Omer, 紀井俊輝, 増田 開, 大垣英明
Organizer
第20回FELとHigh Power Radiation研究会
Place of Presentation
日本大学駿河台キャンパス
Year and Date
2014-03-14
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