光により制御された電子正孔多体系の物性と機能

• 研究課題/領域番号: 06245104
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 相原 正樹 山口大学, 教養部, 教授 (70091163)
• 研究分担者: 飯田 武 大阪市立大学, 理学部, 教授 (80047191)
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1994年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 電子正孔系 / 多体効果 / ジョセフソン効果 / 光幸動 / コヒーレンス / 巨視的量子効果

研究概要

本研究は、電子正孔多体系の解析を必要とするため、コンピューターによる長時間のジョブを実行する必要がある。本補助金により購入したワークステション(ヒューレットパッカード社、Model712/80)上で数式処理システムMathematica(Wolfram Resarch社)とFortranを走らせることにより、以下の研究成果を得ることができた。(1)2本の位相差を持つ光ビームを接合した半導体に入射した場合に生ずる光ジョセフソン効果の解析を行い、DCジョセフソン効果のみならずACジョセフソン効果も生ずることが理論的に明らかにされた。(2)緩和現象も含んだ半導体光ブロッホ方程式を数値的に解くことにより、光章動現象における多体効果を明らかにした。もっとも顕著な結果として、電子正孔系におけるクーロン引力を無視した場合には位相緩和によって光章動が生じない場合でも、クーロン引力によって生じた巨視的コヒーレンスにより振動的光過渡応答が生ずることが理論的に見いだされた。
(3)電子正孔系の多体問題において、フォノン系が関与したphonolitonという新たな素励起が注目されているが、非縮退過渡的4光波混合の解析を行い電子格子相互作用のダイナミックスを実時間で明らかにした。以上の結果はPhysical Review LettersおよびPhysical Review B誌に投稿中であり、また今年8月に行われる10th International Conference on Dynamical Processes in the Excited States of Solidsに発表する予定である。