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

• 研究課題/領域番号: 06F06045
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 黒田 寛人 東京大学, 物性研究所, 准教授
• 研究分担者: JIA Tianqing 東京大学, 物性研究所, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2007年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 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

研究概要

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。。

研究成果

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