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シングルショットフェムト秒分光法の開発と固体中の不可逆光誘起現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11440091
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関横浜国立大学

研究代表者

武田 淳  横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (60202165)

研究分担者 栗田 進  横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30089833)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2000年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1999年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワード不可逆光誘起現象 / シングルショット / フェムト秒分光法 / 光カーゲート / ZnOエピタキシャル薄膜 / 光誘起磁気相転移 / ヘテロ環状ラジカル / 光サンプリング / 光カーゲート法 / ベータカロチン / 分子内プロトン移動 / フォトクロミズム / 逆フォトクロミズム / ナノ秒過渡吸収分光
研究概要

本課題では超高速で生じる光誘起現象、とりわけ固体中の不可逆な光誘起現象の過渡的振る舞いを明らかにできる分光法の開発をめざした。また興味ある光誘起現象を示す物質を探索し、開発した分光法によりその物性解明を行った。本課題で構築した分光法は、1.シングルショット過渡吸収分光法、2.光カーゲート時間分解発光分光法、3.光サンプリング過渡回折分光法の三種類である。
1においては、ゲート光と時間を数ピコ秒に拡大した単色のプローブ光とをカー媒質上で角度を付けて線状に絞り込むことにより光学系を構築した。HITCI色素の吸収のブリーチングを観測したところ、250フェムト秒間隔の分子振動をレーザパルス〜100ショットの積算で明瞭に観測できた。しかしながら当初目的の1ショットではSNの良いデータの取得はできなかった。今後プローブ光を白色光にし時間及びスペクトル情報を瞬時に計測できるシステムにするとともに、1ショットにおいてもSNの良いデータ取得ができるように改良を加える必要がある。
2においては、高屈折ガラスをカー媒質として用いることにより、時間分解能〜200フェムト秒の光カーゲート時間分解発光分光法を立ち上げた。この方法により、ベータカロチンおよびZnOエピタキシャル薄膜中に光励起された電子-正孔プラズマ状態からの時間分解発光スペクトルの測定に成功した。
3においては、繰り返し周波数のわずかに異なる2台のフェムト秒レーザを用いて光サンプリング過渡回折分光法を構築し、サブピコ秒から数ナノ秒までの広い時間範囲にわたって、GaAs量子井戸の励起子の位相緩和、エネルギー緩和、スピン緩和を同一のシステムで捉えることに成功した。
この他に、ハロゲン架橋白金錯体における一次元励起子の波束の運動の観測、フォトクロミック化合物の光構造変化の動的過程の観測、ヘテロ環状ラジカル結晶における磁気双安定性の光制御を行った。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2002 2001 2000 1999 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (15件)

  • [雑誌論文] "Dynamics of Photoexcited High Density CarriersinZn O EpitaxialThin Films"2002

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, H. Jinnouchi, S. Kurita, Y. F. Chen and T. yao
    • 雑誌名

      phys. stat. sol.(b) 229

      ページ: 877-880

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Thermochromism and Magnetic Phase Transition in an Organic Radical 1, 3, 5-Trithia-2, 4, 6-Triazapentalenyl2002

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, M. Imae, S. Kurita and T. Kodaira
    • 雑誌名

      Phase Transitions (印刷中)

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Ultrafast Carrier Dynamics in ZnO Epitaxial Thin Films Studied by Optical Kerr Gate Luminescence Spectroscopy"2001

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, S. Kurita, Y. F. Chen and T. Yao
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 15

      ページ: 3669-3672

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Bridging-Halogen Dependence of Ultrafast Dynamics of Excitons in Quasi-One-Dimensional Platinum Complexes"2001

    • 著者名/発表者名
      S. Tomimoto, S. Saito, T. Suemoto, K. Sakata, J. Takeda and S. Kurita
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 15

      ページ: 3981-3984

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Exciton dynamics of orthorhombic phase PbI_2 embedded in PbI_2PbBr_2 Mixed Crystals"2001

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, T. Sakamoto, T. Arai and S. Kurita
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 15

      ページ: 3845-3848

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Dynamical Properties of Electron-hole Plasma in ZnO Epitaxial Thin Films Studied by Optical Kerr Gate Luminescence Spectroscopy"2001

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, H. Jinnouchi, S. Kurita, Y. F. Chen and T. Yao
    • 雑誌名

      Proceedings of the 25th International Conference on the Physics of Semiconductors, Eds. N. Miura and T. Ando(Springer, Berlin, 2001) 87

      ページ: 1549-1550

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Femtosecond Optical Kerr Gate Fluorescence Spectroscopy for U1trafast Relaxation processes of β-Carotene"2001

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda
    • 雑誌名

      Carotenoid Science 4

      ページ: 60-61

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Femtosecond Relaxation Dynamics of Excitons in 1D CDW Systems"2001

    • 著者名/発表者名
      S. Tomimoto, S. Saito, T. Suemoto, J. Takeda and S. Kurita
    • 雑誌名

      J. Lumin. 94-95

      ページ: 653-657

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Optical Sampling Four-Wave-Mixing Experiment for Exciton Relaxation Processes"2000

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi, Y. Takagi, J. Takeda and K. A. Nelson
    • 雑誌名

      Opt. Commun. 174

      ページ: 291-298

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Femtosecond Optical Kerr Gate Fluorescence Spectroscopy for Ultrafast Relaxation processes"2000

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, K. Nakajima, S. Kurita, S. Tomimoto, S. Saito and T. Suemoto
    • 雑誌名

      J. Lumin. 87-89

      ページ: 927-929

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Observation of the Wavepacket Transit on the Adiabatic Potential Surface of Self-Trapped Sxcitons in Halogen-Bridged Pt Complexes"2000

    • 著者名/発表者名
      T. Suemoto, S. Tomimoto, S. Saito, K. Sakata, J. Takeda and S. Kurita
    • 雑誌名

      J. Lumin. 87-89

      ページ: 844-846

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Transient Absorption Spectroscopy for Photochemical Reactions of a Negative Photochromic Spiropyran"2000

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, Y. Ikeda, D. Mihara, S. Kurita, A. Sawada and Y. Yokoyama
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst. 345

      ページ: 191-196

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Transient Absorption Spectroscopy of a Photochromic Dinitrobenzylpyridine"2000

    • 著者名/発表者名
      Y. Ikeda, J. Takeda and S. Kurita
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst. 345

      ページ: 197-202

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Decay Processes of a Photo-Excited State in a Strong Electron-Phonon Coupling System Trans-[Pt(en)_2Cl_2](ClO_4)_2"2000

    • 著者名/発表者名
      K. Sakata, S. Kamei, T. Sekiya, J. Takeda and S. Kurita
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 69

      ページ: 1576-1577

    • NAID

      110001978863

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Time-resolved Luminescence Spectroscopy by the Optical Kerr Gate Method Applicable to Ultrafast Relaxation Processes"2000

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, K. Nakajima, S. Kurita, S. Tomimoto, S. Saito and T. Suemoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 62

      ページ: 10083-10087

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Electronic States of a Photochromic 2-(2,4-Dinitrobenzyl)pyridine Single Crystal"1999

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, S. Shinohara, N. Eguchi, S. Ohishi, S. Kurita and T. Kodaira
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 68

      ページ: 1423-1429

    • NAID

      110001955701

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Photochromism and Luminescence Properties of 2-(2,4-dinitrobenzyl)pyridine Dispersed in Polymer Films"1999

    • 著者名/発表者名
      S. Shinohara, J. Takeda, T. Ooike and S. Kurita
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn. 68

      ページ: 1725-1730

    • NAID

      110001978754

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "Observation of the Wave Packet Oscillation during the Exciton Self-Trapping Process in a Quasi-One-Dimensional Halogen-Bridged Pt Complex"1999

    • 著者名/発表者名
      S. Tomimoto, S. Saito, T. Suemoto, K. Sakata, J. Takeda and S. Kurita
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 60

      ページ: 7961-7965

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Takeda, H.Jinnouchi, S.Kurita, Y.F.Chen, T.Yao: ""Dynamical Properties of Electron-hole Plasma in ZnO Epitaxial Thin Films Studied by Optical Kerr Gate Luminescence Spectroscopy""Proceedings of the 25^<th> International Conference the Physics of Semiconductors, Eds. N.Miura and T.Ando(Springer, Berilin, 2001). 87. 1549-1550 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda: ""Femtosecond Optical Kerr Gate Fluorescence Spectroscopy for Ultrafast Relaxation processes of β-Carotene""Carotenoid Science. 4. 60-61 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tomimoto, S.Saito, T.Suemoto, J.Takeda, S.Kurita: ""Femtosecond Relaxation Dynamics of Excitons in 1D CDW Systems""J. Lumin.. 94-95. 653-657 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda, T.Sakamoto, T.Arai, S.Kurita: ""Exciton dynamics of orthorhombic phase PbI_2 embedded in Pb1_2 PbBr_2 Mixed Crystals""International Journal of Modern Physics B. 15. 3845-3848 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda, S.Kurita, Y.F.Chen, T.Yao: ""Ultrafast Carrier Dynamics in ZnO Epitaxial Thin Films Studied by Optical Kerr Gate Luminescence Spectroscopy""International Journal of Moder Physics B. 15. 3669-3672 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tomimoto, S.Saito, T.Suemoto, K.Sakata, J.Takeda, S.Kurita: ""Bridging-Halogen Dependence of Ultrafast Dynamics of Excitons in Quasi-One-Dimensional Platinum Complexes""International Journal of Modern Physics B. 15. 3981-3984 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda, H.Jinnouchi, S.Kurita, Y.F.Chen, T.Yao: ""Dyanamics of Photoexcited High Density Carriers in ZnO Epitaxial Thin Films""phys. stat. sol. (b). 229. 877-880 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda, M.Imae, S.Kurita, T.Kodaira: ""Thermochromism and Magnetic Phase Transition in an Organic Radical 1, 3, 5-Trithia-2, 4, 6-Triazapentalenyl"Phase Transitions. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda,K.Nakajima,S.Kurita,S.Tomimoto,S.Saito and T.Suemoto: "Time-resolved Luminescence Spectroscopy by the Optical Kerr Gate Method Applicable to Ultrafast Relaxation Processes"Physical Review B. 62. 10083-10087 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda,S.Kurita,Y.F.Chen and T.Yao: "Ultrafast Carrier Dynamics in ZnO Epitaxial Thin Films Studied by Optical Kerr Gate Luminescence Spectroscopy"International Journal of Modern Physics B. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda,H.Jinnouchi,S.Kurita,Y.F.Chen and T.Yao: "Dynamical Properties of Electron-hole Plasma in ZnO Epitaxial Thin Films Studied by Optical Kerr Gate Luminescence Spectroscopy"Proceedings of 25^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda: "Femtosecond Optical Kerr Gate Fluorescence Spectroscopy for Ultrafast Relaxation processes of β-Carotene"Carotenoid Science. 4(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda,K.Nakajima,S.Kurita,S.Tomimoto,S.Saito and T.Suemoto: "Femtosecond Optical Kerr Gate Fluorescence Spectroscopy for Ultrafast Relaxation processes"J. Luminescence. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Takeda,Y.Ikeda,D.Mihara,S.Kurita,A.Sawada and Y.Yokoyama: "Transient Absorption Spectroscopy for Photochemical Reactions of a Negative Photochromic Spiropyran"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ikeda,J.Takeda and S.Kurita: "Transient Absorption Spectroscopy of a Photochromic Dinitrobenzylpyridine"Mol. Cryst. Liq. Cryst.. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2020-05-15  

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