テラヘルツ技術に立脚した有機強誘電体の新しい光機能の開拓

• 研究課題/領域番号: 15H03549
• 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: 応用物性
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 貴田 徳明 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30587069)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
• キーワード: テラヘルツ電磁波 / 有機強誘電体 / 強誘電ドメイン / 非線形光学効果 / テラヘルツ電磁波発生 / ドメインイメージング

研究成果の概要

本研究では、数多くの室温有機強誘電体を対象として、フェムト秒レーザー励起による高効率・高強度テラヘルツ電磁波放射現象の探索、また放射したテラヘルツ電磁波を利用して、従来の実験手法では測定できない位相に重点を置いた新たな強誘電ドメインイメージング手法を開発した。特に、[D-55DMBP][Dia]におけるテラヘルツ帯の光学異方性を利用した三次元的な強誘電ドメインの可視化やα-(BEDT-TTF)2I3におけるテラヘルツ電磁波発生を利用した非線形伝導パスの可視化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of a carrier-envelope-phase-stable femtosecond pulse at 10 μm by direct down-conversion from a Ti:sapphire laser pulse (2017)
  • 著者名/発表者名: Morimoto Takeshi、Sono Naoki、Miyamoto Tatsuya、Kida Noriaki、Okamoto Hiroshi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 10 号: 12 ページ: 122701-122701
  • DOI: 10.7567/apex.10.122701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mott Transition by an Impulsive dielectric Breakdown (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Yamakawa, T. Miyamoto, T. Morimoto, T. Tanishige, H. Yada, N. Kida, M. Suda, H. M. Yamamoto, R. Kato, K. Miyagawa, K. Kanoda and H. Okamoto
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 16 号: 11 ページ: 1100-1105
  • DOI: 10.1038/nmat4967
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of a nonlinear conducting path in an organic molecular ferroelectric by using emission of terahertz radiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Sotome M.、Kida N.、Kinoshita Y.、Yamakawa H.、Miyamoto T.、Mori H.、Okamoto H.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 95 号: 24 ページ: 241102-241102
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.241102
  • 査読あり
• [雑誌論文] erahertz-Field-Induced Large Macroscopic Polarization and Domain-Wall Dynamics in an Organic Molecular Dielectric (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Morimoto, T. Miyamoto, H. Yamakawa, T. Terashige, T. Ono, N. Kida, and H. Okamoto
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 118 号: 10 ページ: 107602-107602
  • DOI: 10.1103/physrevlett.118.107602
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel electronic ferroelectricity in an organic charge-order insulator investigated with terahertz-pump optical-probe spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Yamakawa, T. Miyamoto, T. Morimoto, H. Yada, Y. Kinoshita, M. Sotome, N. Kida, K. Yamamoto, K. Iwano, Y. Matsumoto, S. Watanabe, Y. Shimoi, M. Suda, H. M. Yamamoto, H. Mori, H. Okamoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/srep20571
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Terahertz radiation imaging of ferroelectric domain topography in room-temperature hydrogen-bonded supramolecular ferroelectrics (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Sotome, N. Kida, S. Horiuchi, and H. Okamoto
  • 雑誌名: ACS Photonics 巻: 2 号: 9 ページ: 1373-1383
  • DOI: 10.1021/acsphotonics.5b00351
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 水素結合型強誘電体の赤外・テラヘルツ分光 (2017)
  • 著者名/発表者名: 園直樹, 森本剛史, 宮本辰也, 平田純也, 木下雄斗, 貴田徳明, 堀内佐智雄, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 水素結合型誘電体[H-55DMBP][Hia]の常誘電相におけるテラヘルツ電場パルスによる超高速分極生成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平田純也, 森本剛史, 山川大路, 寺重翼, 宮本辰也, 貴田徳明, 堀内佐智雄, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 有機分子性結晶TTF-CAにおける光誘起イオン性 中性転移とテラヘルツ電磁波発生 (2017)
  • 著者名/発表者名: 真崎勇介, 木下雄斗, 貴田徳明, 稲葉岳, 平田純也, 森本剛史, 宮本辰也, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] α-(BEDT-TTF2I3のフェムト秒パルス励起による強誘電性電荷秩序融解とテラヘルツ電磁波発生 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊成, 柿崎貴央, 木下雄斗, 山川大路, 宮本辰也, 貴田徳明, 森初果, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] テラヘルツパルス励起による有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩の電子状態制御の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山川大路, 戸部光, 宮本辰也, 寺重翼, 森本剛史, 貴田徳明, 宮川和也, 鹿野田一司, 須田理行, 山本浩史, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] テラヘルツ電場パルスによる擬一次元有機強誘電体(TMTTF)2PF6の超高速電子状態制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅田和規, 山川大路, 平田純也, 森本剛史, 寺重翼, 宮本辰也, 貴田徳明, 中村敏和, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] Rapid Control of Ferroelectric Polarization by Strong Terahertz Fields in Electronic-Type Organic Dielectrics (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Miyamoto, T. Morimoto, H. Yamakawa, T. Terashige, N. Kida, S. Horiuchi, and H. Okamoto
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Crystalline Organic Metals, Superconductors and Magnets (ISCOM2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 光ポンプ・テラヘルツ波プローブ分光による有機半導体C10-DNBDT-NWのキャリア伝導機構の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺重翼, 田原寛之, 宮本辰也, 貴田徳明, 岡本博, 鶴見淳人, 渡邉峻一郎, 岡本敏宏, 竹谷純一
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] α-(BEDT-TTF)2I3のフェムト秒パルス励起による強誘電性電荷秩序融解とテラヘルツ電磁波発生II (2017)
  • 著者名/発表者名: 木下雄斗, 山川大路, 宮本辰也, 貴田徳明, 森初果, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] テラヘルツパルス励起による有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩の常誘電 強誘電転移の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山川大路, 戸部光, 宮本辰也, 寺重翼, 森本剛史, 貴田徳明, 宮川和也, 鹿野田一司, 須田理行, 山本浩史, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] 電場下赤外分光による水素結合型誘電体[H-55DMBP][Hia]のプロトンダイナミクスの研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平田純也, 森本剛史, 山川大路, 寺重翼, 宮本辰也, 貴田徳明, 堀内佐智雄, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] テラヘルツ電場パルスによる擬一次元有機強誘電体(TMTTF)2PF6の超高速電子状態制御II (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅田和規, 山川大路, 平田純也, 森本剛史, 寺重翼, 宮本辰也, 貴田徳明, 中村敏和, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] テラヘルツパルス励起によるκ型BEDT-TTF塩のモット絶縁体 金属転移の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山川大路, 宮本辰也, 寺重翼, 森本剛史, 貴田徳明, 山本浩史, 須田理行, 加藤礼三, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] テラヘルツ電場パルスによる水素結合型強誘電体[H-55DMBP][Hia]の超高速分極制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平田純也, 森本剛史, 山川大路, 寺重翼, 宮本辰也, 貴田徳明, 堀内佐智雄, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] 有機分子性結晶TTF-CAにおける光誘起イオン性 中性転移とテラヘルツ電磁波発生II (2017)
  • 著者名/発表者名: 真崎勇介, 木下雄斗, 貴田徳明, 稲葉岳, 平田純也, 森本剛史, 宮本辰也, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2017年秋季大会
• [学会発表] Ultrafast polarization generation and domain-wall dynamics via terahertz-field-induced charge transfers in an organic ferroelectrics (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Morimoto, T. Miyamoto, H. Yamakawa, T. Terashige, N. Kida, and H. Okamoto
  • 学会等名: international conferences on photoinduced phase transitions (PIPT6)
  • 国際学会
• [学会発表] Ultrafast formation of polarized charge-order by terahertz electric fields in dimer Mott insulators of organic molecular compounds (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Yamakawa, H. Tobe, K. Suzuki, T. Miyamoto, T. Morimoto, T. Terashige, N. Kida, K. Miyagawa, K. Kanoda, and H. Okamoto
  • 学会等名: international conferences on photoinduced phase transitions (PIPT6)
  • 国際学会
• [学会発表] Terahertz radiation by photoinduced ionic to neutral phase transition in tetrathiafulvalene-p-chloranil (TTF-CA) (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Kida, Y. Magasaki, Y. Kinoshita, T. Morimoto, T. Miyamoto, and H. Okamoto
  • 学会等名: international conferences on photoinduced phase transitions (PIPT6)
  • 国際学会
• [学会発表] Terahertz-field-induced Mott transition and ferroelectricity in correlated electron materials (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Okamoto, H. Yamakawa, T. Morimoto, T. Miyamoto, N. Kida, K. Kanoda, M. Suda, and H. Yamamoto
  • 学会等名: international conferences on photoinduced phase transitions (PIPT6)
  • 国際学会
• [学会発表] 有機分子性結晶TTF-CAにおける光誘起イオン性 中性転移とテラヘルツ電磁波発生III (2017)
  • 著者名/発表者名: 真崎勇介, 木下雄斗, 貴田徳明, 稲葉岳, 森本剛史, 宮本辰也, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 一次元モット絶縁体(BEDT-TTF)-(F2TCNQ)における高強度THz電場効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 寺重翼, 高村直幹, 浅田和規, 森本剛史, 宮本辰也, 長谷川達生, 貴田徳明, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 中赤外パルス励起による中性 イオン性転移系TTF-CAの電子状態制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森本剛史, 園直樹, 宮本辰也, 寺重翼, 貴田徳明, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] テラヘルツパルス励起による有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩の常誘電 強誘電転移の研究II (2017)
  • 著者名/発表者名: 山川大路, 戸部光, 宮本辰也, 寺重翼, 森本剛史, 貴田徳明, 宮川和也, 鹿野田一司, 須田理行, 山本浩史, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] テラヘルツ電場パルスによる擬一次元有機強誘電体(TMTTF)2PF6の超高速電子状態制御III (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅田和規, 山川大路, 平田純也, 森本剛史, 寺重翼, 宮本辰也, 貴田徳明, 中村敏和, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 水素結合型有機強誘電体からのフェムト秒レーザー誘起狭帯域テラヘルツ電磁波発生機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 五月女真人, 貴田徳明, 堀内佐智雄, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] フェムト秒レーザー光照射によるTTF-CAからのテラヘルツ電磁波発生 (2016)
  • 著者名/発表者名: 真崎勇介, 木下雄斗, 貴田徳明, 森本剛史, 宮本辰也, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] テラヘルツ時間領域分光によるダイマーモット系κ型BEDT-TTF塩の電子誘電性の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山川大路, 鈴木啓史, 戸部光, 宮本辰也, 木下雄斗, 貴田徳明, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 水素結合型有機強誘電体からのテラヘルツ電磁波発生を利用した強誘電ドメインの可視化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 五月女真人, 貴田徳明, 堀内佐智雄, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩のテラヘルツ電場誘起金属化と光誘起金属化II (2016)
  • 著者名/発表者名: 山川大路, 宮本辰也, 寺重翼, 森本剛史, 小野貴晃, 貴田徳明, 山本浩史, 須田理行, 加藤礼三, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩のテラヘルツ電場による超高速分極制御 II (2016)
  • 著者名/発表者名: 戸部光, 山川大路, 鈴木啓史, 宮本辰也, 寺重翼, 小野貴晃, 森本剛史, 貴田徳明, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 有機強誘電体α-(BEDT-TTF)2I3におけるフェムト秒レーザー誘起テラヘルツ電磁波発生とその機構解明II (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊成, 木下雄斗, 山川大路, 宮本辰也, 貴田徳明, 森初果, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 高強度テラヘルツ電場パルスによる光誘起中性 イオン性転移ダイナミクスの制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森本剛史, 宮本辰也, 山川大路, 寺重翼, 貴田徳明, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] NI転移系電荷移動錯体のテラヘルツ電場誘起常誘電 強誘電転移 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森本剛史, 宮本辰也, 山川大路, 寺重翼, 小野貴晃, 貴田徳明, 堀内佐智雄, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] テラヘルツ放射イメージング法を用いたα-(BEDT-TTF)2I3の非線形伝導パスの可視化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 五月女真人, 貴田徳明, 山川大路, 宮本辰也, 木下雄斗, 森初果, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 有機強誘電体α-(BEDT-TTF)2I3におけるフェムト秒レーザー誘起テラヘルツ電磁波発生とその機構解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木俊成, 五月女真人, 木下雄斗, 山川大路, 宮本辰也, 貴田徳明, 森初果, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩のテラヘルツ電場による超高速分極制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 戸部光, 山川大路, 鈴木啓史, 宮本辰也, 寺重翼, 小野貴晃, 森本剛史, 貴田徳明, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩のテラヘルツ電場誘起金属化と光誘起金属化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山川大路, 竹中崇了, 宮本辰也, 寺重翼, 小野貴晃, 森本剛史, 貴田徳明, 山本浩史, 須田理行, 加藤礼三, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 (宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] テラヘルツ波励起による電荷秩序系分子性結晶の超高速強誘電分極制御III (2015)
  • 著者名/発表者名: 山川大路, 宮本辰也, 森本剛史, 五月女真人, 木下雄斗, 矢田祐之, 貴田徳明, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 森初果, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学 (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] NI転移系電荷移動錯体における中性イオン性ドメインウォールのテラヘルツ電場誘起ダイナミクス (2015)
  • 著者名/発表者名: 森本剛史, 宮本辰也, 山川大路, 寺重翼, 小野貴晃, 矢田祐之, 貴田徳明, 堀内佐智夫, 岡本博
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学 (大阪府吹田市)
  • 年月日: 2015-09-16