| 研究概要 |
電荷密度波の集団運動を利用した新しい動作原理に基づく非線形光学素子を開発することを目指して,本研究では,(1)AlGaAs/GaAs単一ヘテロ構造に代表される理想的な2次元電子系における電荷密度ゆらぎと光散乱の解析,(2)遷移金属カルコゲナイドに形成される電荷密度波の挙動の解明,および(3)電荷密度波状態における非線形伝導への光照射効果の実験を行った。
(1)理想的な2次元電子系における電荷密度ゆらぎと密度変調の解析
AlGaAs/GaAs単一ヘテロ構造の2次元電子系における電荷密度ゆらぎによる共鳴光散乱の実験を行い,それに対する理論的な解析を行った。さらに,バイアス電圧を表面周期グレーティングに印加することで発生する2次元電子密度変調の様子を理論的に解析した。
(2)遷移金属カルコゲナイドに形成される電荷密度波の挙動
擬二次元伝導体TaS_2の単結晶を,化学気相成長法で育成した。結晶育成時に過剰のイオウを加えると,伝導キャリアの注入が起こり,電荷密度波転移が抑制されることを明らかにした。このとき注入されるキャリアは電子ではなく正孔であることを新たに見出した。
(3)電荷密度波状態における非線形伝導への光照射効果
擬一次元伝導体TaS_3の針状結晶をクライオスタットに取り付け,180Kまで冷却し電荷密度波状態を実現する。この状態の試料に対して、Ar^+レーザーで発振されたポンプ光(488nm)を照射すると,試料を流れる電流の値が増加することが確認された。光照射による電流変化はしきい電場付近で最大となり,電場の上昇とともに減少する。この効果は,ポンプ光によって光励起された準粒子がピン止めポテンシャルを遮蔽することにより電荷密度波電流が増加したためと理解できる。本研究により,遮蔽効果を介して電荷密度波の運動を制御することが可能であることが明らかとなった。
|
