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フェムト秒ポンプ・プローブ法による半導体の光励起状態のダイナミクスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 03402007
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 固体物性
研究機関筑波大学

研究代表者

舛本 泰章 (桝本 泰章)  筑波大学, 物理学系, 教授 (60111580)

研究分担者 三品 具文  筑波大学, 物理学系, 助手 (10209744)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
25,900千円 (直接経費: 25,900千円)
1992年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
1991年度: 15,600千円 (直接経費: 15,600千円)
キーワードフェムト秒 / ポンプ・プローブ分光 / 非平衡電子分布 / 励起子 / コヒーレントフォノン / 量子ビート / タイプII型量子井戸 / 励起子ポラリトン / ZnP_2 / フェムト秒時間分解分光 / ワニエ励起子 / ポラリトン / チタンサファイアレーザー / ポラリトン量子ビート / 光学非線形性 / AlGaAsーAlAs / 超高速光非線形素子 / BiI_3 / 層状結晶 / ポンプ・プロ-ブ / コヒ-レントフォノン効果
研究概要

〈CdSe中の非平衡電子分布の観測〉フェムト秒ポンプ・プローブ分光法によりCdSeの伝導帯中に高いエネルギーを持った電子系を励起し約50fsの間、非平衡な電子分布を観測した。
〈AlGaAs-AlAsタイプII型量子井戸中の励起子ー正孔散乱〉井戸層の伝導バンド下端のГ点よりも障壁層のX点のほうがエネルギー的に低い位置にあるタイプII型量子井戸においては、電子と正孔を空間的に分離する事ができ、この事を利用して励起子と正孔の散乱速度を励起子の位相緩和を測定する事により決定した。
〈BiI_3における超高速コヒーレント現象の観測〉層状結晶BiI_3の間接励起子吸収端近傍の透明領域には、積層欠陥による励起子吸収線、R,S,Tが見られる。フェムト秒レーザを用いた強励起条件下において、積層欠陥励起子R,S,Tのコヒーレントな光学応答ならびに、周期およそ300fsの振動を示すコヒーレントフォノン効果を観測した。周期300fsは、14meVのエネルギーに対応するが、これはBiI_3のTOモードのフォノンエネルギーに一致する。
〈ZnP_2におけるフェムト秒時間分解分光〉黒色ZnP_2半導体結晶は、その吸収スペクトルにn=7にも及ぶワニエ励起子系列が観測される興味深い物質である。フェムト秒時間分解分光法によりZnP_2中ワニエ励起子において、励起子間干渉ならびにポラリトン分枝間干渉に起因する2つのタイプの量子ビート効果の観測に成功した。レーザースペクトルがn=2、3、4の励起子吸収線をカバーするように同調させて測定を行うと、時間原点に、大きなピークに加えて数ピコ秒に及ぶ振動波形が観測された。この振動波形は励起子間の干渉に起因する量子ビートである。レーザの中心波長をn=1励起子に同調させて測定する際には、周期がしだいに広がっていく奇妙な振動構造を示した。この振動構造は光パルスの伝搬効果を反映したポラリトン分枝間の干渉効果によるものである。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Y.Masumoto: "Intraband Energy Relaxation of Hot Carriers in CdSe" Journal of Luminescence. 48&49. 189-192 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mishina: "Exciton-Hole Collision in Staggered Type-II AL_<0.34>Ga_<0.66>As/AlAs Multiple Quantum Wells" Physical Review B. 44. 5664-5667 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Masumoto: "Band Gap Renormalization and Optical Gain Formation in Highly Excited CdSe" Journal of Crystal Growth. 117. 732-737 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mishina: "Observation of Coherent Optical Phonons in BiI_3" Physical Review B. 46. 4229-4232 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Sasaki: "Ultrafast Pump-and-Probe Spectroscopy in CdSe:Hot Carrier and Exciton Dynamics" Physical Review B. 46. 6750-6759 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawazoe: "Spin Relaxation Process of Holes in Type II Al_<0.34>Ga_<0.66>As/AlAs Multiple Quantum Wells" Physical Review B. 47. (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Masumoto and F.Sasaki: "Intraband Energy Relaxation of Hot Carriers in CdSe" J.Lumin. 48 & 49. 189 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mishina and Y.Masumoto: "Exciton-Hole Collision in Staggered Type-II Al_<0.34>Ga_<0.66>As/AlAs Multiple Quantum Wells" Phy.Rev.B 44. 5664 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Masumoto, B.Fluegel, K.Meissner, S.W.Koch, R.Binder, A.Paul and N.Peyghambarian: "Band Gap Renormalization and Optical Gain Formation in Highly Excited CdSe" J.Crystal Growth. 117. 732 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Mishina, Y.Masumoto, B.Fluegel, K.Meissner and N.Peyghambarian: "Observation of Coherent Optical Phonons in BiI_3" Phys.Rev.B 46. 4229 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.Sasaki, T.Mishina and Y.masumoto: "Ultrafast Pump-and-Probe Spectroscopy in CdSe: Hot Carrier and Exciton Dynamics" Phys.Rev.B 46. 6750 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawazoe, Y.Masumoto and T.Mishina: "Spin Relaxation Process of Holes in Type II Al_<0.34>Ga_<0.66>As/AlAs Multiple Quantum Wells" Phys.Rev.B 47,April 15. (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Masumoto: "Band Gap Renormalization and Pptical Gain Formation in Highly Excited CdSe" Journal of Crystal Growth. 117. 732-737 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mishina: "Observation of Coherent Optical Phonons in Bil3" Physical Review B. 46. 4229-4232 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mishina: "Picosecond Repetitive Optical Switching Using Type II Multiple Quantum well Structures" Japanese Journal of Applied Physics. 31. 343-345 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] F.Sasaki: "Ultrafast Pump-and-Probe Spectroscopy in CdSe:Hot-Carrier and Exciton Dynamics" Physical Review B. 46. 6750-6759 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] B.D.Fluegel: "Experimental and Theoretical Investigation of Femtosecond Carrier Relaxation in CdSe" Solid State Communications. 83. 17-19 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kawazoe: "Spin Relaxation Process of Holes in Type II Al0.34Ga0.66As/AlAs Multiple Quantum Wells" Physical Review B.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuaki Masumoto: "Intraband Enargy Relaxation of Hot Carriers CdSe" Journal of Luminescence. 48&49. 189-192 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Tomobumi Mishina: "ExcitonーHole Collision in Staggered TypeーII Al_0 _<34>Ga_0 _<66>As/AlAs Multiple Quantum Wells" Phisical Review B. 44. 5664-5667 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Sasaki: "Nonequilibrium Distribution of Hot Carriers in a CdSe Thin Film" Superlattices and Microstructures.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Tetsuro Wamura: "SizeーDependent Homogeneous Linewidth of Z_3 Exciton Absorption Spectra in CuCl Microcrystals" Applied Phisics Letters. 59. 1758-1760 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Tomobumi Mishina: "Observation of Coherent Optical Phonons in BiI_3" Physical Review B.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Sasaki: "Ultrafast PumpーandーProbe Spectroscopy in Cdse:Hot Carrier and Exciton Dynamics" Physical Review B.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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