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コヒーレントフォノン生成機構における過渡的準粒子描像の定量的検証

研究課題

研究課題/領域番号 15K05121
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関筑波大学

研究代表者

日野 健一  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90228742)

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 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードコヒーレントフォノン / 超短パルスレーザー / 超高速過程 / ファノ共鳴 / プラズモン-フォノン相互作用 / ラビ振動 / ボゾン化法 / 非線形光学過程 / プラズモン / 縦光学フォノン / 高密度励起 / 章動 / コヒーレントアーティファクト / 超高速電子励起
研究成果の概要

コヒーレントフォノン(CP)は、超短パルスレーザーを半導体に照射した際に誘起される典型的な超高速過程である。本研究では、これまで未踏である初期時間領域(パルス照射後100fs程度までの時間領域)に内在するCP起因の物理を明らかにする。照射パルスの強度に関する非摂動的な理論模型を構築し、CP生成機構の理解を行った。さらに、過渡的Fano効果の発現、プラズモンと縦光学フォノンの共鳴相互作用に起因するCP時間信号の不規則振動パターンおよび対応する周波数スペクトルにおける非対称プロファイル、初期位相のパルス強度に対するRabi振動等を見出し、実験との比較を行い有為な一致を得た。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Irregular oscillatory patterns in the early-time region of coherent phonon generation in silicon2017

    • 著者名/発表者名
      Yohei Watanabe, Ken-ichi Hino, Muneaki Hase, and Nobuya Maeshima
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 96 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevb.96.125204

    • NAID

      120007134812

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low-lying Photoexcited States of a One-Dimensional Ionic Extended Hubbard Model2017

    • 著者名/発表者名
      Kota Yokoi, Nobuya Maeshima, and Ken-ichi Hino
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Japan

      巻: 86 号: 10 ページ: 104708-104708

    • DOI

      10.7566/jpsj.86.104708

    • NAID

      210000134556

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polaronic quasiparticle picture for generation dynamics of coherent phonons in semiconductors: Transient and nonlinear Fano resonance2017

    • 著者名/発表者名
      Yohei Watanabe, Ken-ichi Hino, Muneaki Hase, and Nobuya Maeshima
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 95 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.014301

    • NAID

      120007135168

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantum Generation Dynamics of Coherent Phonons: Analysis of Transient Fano Resonance2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, K. Hino, M. Hase, and N. Maeshima
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Manifestation of anomalous Floquet states with longevity in dynamic fractional Stark ladder with high AC electric fields2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nemoto, Fumitaka Ohno, Nobuya Maeshima, and Ken-ichi Hino
    • 雑誌名

      Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures

      巻: 83 ページ: 339-344

    • DOI

      10.1016/j.physe.2016.04.021

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spin and Orbital Correlations of a Photoexcited State of a Two-Orbital Hubbard Model2015

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Imoto, Hikaru Takenaka, Nobuya Maeshima, and Ken-ichi Hino
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn.

      巻: 84 号: 12 ページ: 124705-124705

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.124705

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantum Dynamics of Coherent Phonon Generation in Semiconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Hino
    • 学会等名
      BIT's 4th Annual World Congress of Smart Materials-2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantum-Mechanical Effects Induced in Coherent Phonon Generation2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, K. Hino, M. Hase, and N. Maeshima
    • 学会等名
      EMN Meeting on Terahertz 2017
    • 発表場所
      Sheraton Princess Kaiulani, Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2017-04-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantum Generation Dynamics of Coherent Phonon in Semiconductors: Analysis of Pulse Laser Dependence2017

    • 著者名/発表者名
      Yohei Watanabe, Ken-ichi Hino, Muneaki Hase, and Nobuya Maeshima
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2017
    • 発表場所
      New Orleanse Convention Center, New Orleanse, LA, USA
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum-Mechanical Effects Induced in Coherent Phonon Generation2017

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Hino
    • 学会等名
      EMN Meeting on Terahertz 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 半導体コヒーレントフォノン生成のパルスレーザー依存性2017

    • 著者名/発表者名
      林田信明, 渡辺陽平, 日野健一, 長谷宗明, 前島展也
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コヒーレントフォノン生成初期時間領域における異常振動型の発現2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺陽平, 日野健一, 長谷宗明, 前島展也
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ジグザグハバード梯子模型のフロケ状態2017

    • 著者名/発表者名
      出口泰資, 前島展也, 日野健一
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 1次元イオン性ハバード模型の動的構造因子2017

    • 著者名/発表者名
      前島展也, 柳松聖吾, 牟田純志, 日野健一
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コヒーレントフォノン生成量子ダイナミクスにおけるパルスレーザー依存性2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺陽平, 日野健一, 長谷宗明, 前島展也
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 1次元拡張イオン性ハバード模型の低エネルギー領域における光励起状態II2016

    • 著者名/発表者名
      横井浩太, 前島展也, 日野健一
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum generation dynamics of coherent phonons: Analysis of transient Fano resonance2016

    • 著者名/発表者名
      Yohei Watanabe, Ken-ichi Hino, Muneaki Hase, Nobuya Maeshima
    • 学会等名
      International Conference on Physics of Semiconductors (ICPS) 2016
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コヒーレントフォノン生成量子ダイナミクスⅢ:過渡的非線形Fano共鳴のパルスレーザー依存性2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺陽平、日野健一、長谷宗明、前島展也
    • 学会等名
      日本物理学会大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
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 1次元拡張イオン性ハバード模型の低エネルギー領域における光励起状態2016

    • 著者名/発表者名
      横井浩太、前島展也、日野健一
    • 学会等名
      日本物理学会大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
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum Generation Dynamics of Coherent Phonon in Semiconductors: Transient and Nonlinear Fano Resonance2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Watanabe, K. Hino, M. Hase, and N. Maeshima
    • 学会等名
      APS March Meeting
    • 発表場所
      Baltimore, MD, USA
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コヒーレントフォノン生成量子ダイナミクスII:過渡的な非線形Fano共鳴効果の解析2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺陽平、日野健一、長谷宗明、前島展也
    • 学会等名
      日本物理学2015年度秋季大会
    • 発表場所
      関西大(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] コヒーレントフォノン生成量子ダイナミクスI:過渡的準粒子描像に基づく理論構築2015

    • 著者名/発表者名
      日野健一、渡辺陽平、長谷宗明、前島展也
    • 学会等名
      日本物理学2015年度秋季大会
    • 発表場所
      関西大(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] "Laser-Induced Fano Resonance in Condensed Matter Physics" in Resonance2017

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Hino, Yohei Watanabe, Nobuya Maeshima and Muneaki, edited by Jan Awrejcewicz
    • 総ページ数
      243
    • 出版者
      InTech
    • ISBN
      9789535136347
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-05-15  

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