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無機・有機複合自己組織型量子井戸物質の超高速非線形光学応答に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09650042
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関東京大学

研究代表者

近藤 高志  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60205557)

研究分担者 江馬 一弘  上智大学, 理工学部, 助教授 (40194021)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1998年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード自己組織型量子井戸 / ペロブスカイト / ヨウ化鉛 / 低次元物質 / 励起子 / 励起子分子 / 非線形光学 / 超高速分光
研究概要

(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4(井戸層がPbI_6八面体1層からなる),(C_6H_<13>NH_3)_2(CH_3NH_3)Pb_2I_7(井戸層がPbI_6八面体2層),(C_6H_<13>NH_3)_2(CH_3NH_3)_2Pb_3I_<10>(井戸層がPbI_6八面体3層),(CH_3NH_3)PbI_3(井戸層が無限大層)の各ペロブスカイト型結晶について線形・非線形分光をおこなった。
1. 基礎物性に対するサイズ効果
上記4種類の結晶について磁気光吸収測定をおこない,励起子のボーア半径・束縛エネルギーとバンドギャップを決定した。バンドギャップと束縛エネルギーは井戸層厚が小さくなるに従い急激に増大し,ボーア半径は逆に急激に減少する。この変化は第0近似では有効質量近似に基づく量子閉じ込め効果として理解できるが,井戸層が薄い場合には分子励起的な出発点に立ったモデルも有効となるように思われる。また,誘電率閉じ込め効果などの新しいメカニズムも働いている可能性がある。
2. 励起子共鳴超高速非線形分光
(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4と(C_6H_<13>NH_3)_2(CH_3NH_3)Pb_2I_7についてTi:サファイアレーザベースのOPA(パルス幅〜100fs)を用いて四光波混合測定をおこなった。(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4のχ^<(3)>(-ω;ω,-ω,ω)は最低励起子共鳴点において1.6×10^<-6>esuにも達する。また,T_2=0.2ps,T_1=7psであった。(C_6H_<13>NH_3)_2(CH_3NH_3)Pb_2I_7についてはχ^<(3)>の値は(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4と比べると一桁近く小さく,T_2はほぼ同じであった。
3. 2光子共鳴分光
スペクトル分解四光波混合測定の結果から2励起子状態が弱く結合した2励起子状態と安定な励起子分子とからなっていることを示唆された。また,2光子共鳴ハイパーラマン信号が初めて観測された。今後,詳細な測定をおこない,2光子共鳴順位の解明につなげたいと考えている。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] 近藤高志, 伊藤良一: "無機・有機ペロブスカイト-量子井戸構造を持つ物質の光物性" 化学と工業. 50(8). 1099-1101 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kondo, T.Azuma, T.Yuasa and R.Ito: "Biexciton Lasing in the Perovskite-Type Material(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" Solid State Commun.105(4). 253-255 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kondo, S.Iwamoto, S.Hayase, K.Tanaka, J.Ishi, M.Mizuno, K.Ema and R.Ito: "Resonant Third-Order Optical Nonlinearity in the Layered Perovskite-Type Ma-terial(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" Solid State Commun.105(8). 503-506 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishi, M.Mizuno, H.Kunugita, K.Ema, S.Iwamoto, S.Hayase, T.Kondo and R.Ito: "Third-Order Optical Nonlinearity due to Excitons and Biexcitons in a Self-Organized Quantum-Well Material(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" J.Nonlinear Opt.Phys.Mater.7(1). 153-159 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishi, H.Kunugita, K.Ema, K.Tanaka, T.Kondo, and R.Ito: "Third-Order Optical Nonlinearity in a Self-Organized Quantum-Well Material(C_6H_<13>NH_3)_2(CH_3NH_3)Pb_2I_7" Nonlinear Opt.(印刷中). (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kondo and R.Ito: "Inorganic-Organic Perovskites-Optical Properties of Natural Quantum-Well Materials- (in Japanese)" Chemistry and Chemical Industry (KAGAKU TO KOGYO). 50. 1099-1101 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kondo, T.Azuma, T.Yuasa, and R.Ito: "Biexciton Lasing in the Perovskite-Type Material (C_6H_<13>NH_3) _2PbI_4" Solid State Commun.105. 253-255 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kondo, S.Iwamoto, S.Hayase, K.Tanaka, J.Ishi, M.Mizuno, K.Ema, and R.Ito: "Resonant Third-Order Optical Nonlinearity in the Layered Perovskite-Type Material (C_6H_<13>NH_3) _2PbI_4" Solid State Commun.105. 503-506 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishi, M.Mizuno, H.Kunugita, K.Ema, S.Iwamoto, S.Hayase, T.Kondo, and R.Ito: "Third-Order Optical Nonlinearity due to Excitons and Biexcitons in a Self-Organized Quantum-Well Material (C_6H_<13>NH_3) _2PbI_4" J.Nonlinear Opt.Phys.Mater.7. 153-159 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishi, H.Kunugita, K.Ema, K.Tanaka, T.Kondo, and R.Ito: "Third-Order Optical Nonlinearity in a Self-Organized Quantum-Well Material (C_6H_<13>NH_3) _2 (CH_3NH_3) Pb_2I_7" Nonlinear Opt.(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishi,M.Mizuno,H.Kunugita,K.Ema,S.Iwamoto,S.Hayase,T.Kondo and R.Ito: "Third-Order Optical Nonlinearity due to Excitons and Biexcitons in a Self-Organized Quantum-Well Material (C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" J.Nonlinear Opt.Phys.Mater.7(1). 153-159 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] J.Ishi,H.Kunugita,K.Ema,K.Tanaka,T.Kondo,and R.Ito: "Third-Order Optical Nonlinearity in a Self-Organized Quantum-Well Material (C_6H_<13>NH_3)_2(CH_3NH_3) Pb_2I_7" Nonlinear Opt.(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kondo, T.Azuma, T.Yuasa and R.Ito: "Biexciton Lasing in the Perovskite-Type Material(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" Solid State Commun.105(4). 253-255 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kondo, S.Iwamoto, S.Hayase, K.Tanaka, J.Ishi, M.Mizuno, K.Ema and R.Ito: "Resonant Third-Order Optical Nonlinearity in the Layered Perovskite-Type Material(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" Solid State Commun.105(8). 503-506 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.Ishi, M.Mizuno, H.Kunugita, K.Ema, S.Iwamoto, S.Hayase, T.Kondo, and R.Ito: "Third-Order Optical Nonlinearity due to Excitons and Biexcitons in a Self-Organized Quantum-Well Material(C_6H_<13>NH_3)_2PbI_4" J.Nonlinear Opt.Phys.Mater.(印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 近藤高志, 伊藤良一: "無機・有機ペロブスカイト-量子井戸構造を持つ物質の光物性" 化学と工業. 50(8). 1099-1101 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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