サブ１０フェムト秒パルス波形整形技術による自己組織化単分子膜の振動状態制御

• 研究課題/領域番号: 15K13273
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ構造物理
• 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, 教授 (60202165)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: フェムト秒分光 / 波形整形 / コヒーレント制御 / パルスシェーピング / 単分子膜 / 自己組織化単分子膜

研究成果の概要

本研究課題では、広帯域空間位相変調器、分散補償チャープミラー、凹面鏡を巧みに組み合わせることにより、光学系の分散特性を精緻に制御し、サブ10フェムト秒パルス波形整形技術を構築した。この手法をSiC、金属型カーボンナノチューブ、グラフェン単層膜、ベンゼンチオール単分子膜など様々な炭素系材料におけるコヒーレントフォノン分光に適用し、高周波振動モードのコヒーレント制御を行った。SiCでは、観測される2つの振動モードの相対強度を3つのパルス列の時間間隔を変調することにより自在に制御した。ベンゼンチオール単層膜では、下地との相互作用により周波数シフトしたコヒーレントフォノン信号を検出することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Femotosecond Carrier Dynamics of Metallic Single-Walled Carbon Nanotubes under Applied Bias-Voltage (2016)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, K. Maekawa, Y. Minami, M. Kitajima, K. Yanagi, and J. Takeda
  • 雑誌名: International Conference on Ultrafast Phenomena 巻: - ページ: UW4A.16-UW4A.16
  • DOI: 10.1364/up.2016.uw4a.16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Terahertz-field-induced Nonlinear Electron Delocalization in Au Nanostructures (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshioka, Y. Minami, K. Shudo, T. D. Dao, T. Nagao, M. Kitajima, J. Takeda, and I. Katayama
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 15 号: 2 ページ: 1036-1040
  • DOI: 10.1021/nl503916t
  • NAID: 120005714807
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Real-Time Observation of Phonon-Polariton Dynamics in Ferroelectric LiNbO3 in Time-Frequency Space (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikegaya, H. Sakaibara, Y. Minami, I. Katayama and J. Takeda
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 107 号: 6 ページ: 062901-062901
  • DOI: 10.1063/1.4928480
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 表面敏感コヒーレントフォノン分光 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井上慶一、片山郁文、南 康夫、首藤健一、北島正弘、武田 淳
  • 学会等名: 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、新潟
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] 広帯域パルス整形技術によるSiC の高周波フォノンのレント制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村上恭介、片山郁文、南 康夫、武田 淳
  • 学会等名: 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、新潟
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] STM探針におけるモノサイクルTHz電場誘起電子トンネリングの実空間制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉岡克将、片山郁文、南 康夫、北島正弘、吉田昭二、重川秀実、武田 淳
  • 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
  • 年月日: 2016-03-19
  • 国際学会
• [学会発表] 強誘電体LiNbO3における高周波フォノンポラリトン波束の量子制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 栗林知憲、片山郁文、南 康夫、武田 淳
  • 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
  • 年月日: 2015-09-18
  • 国際学会
• [学会発表] Ultrafast Expansion of Vibronic Modes in Alkanthiol Chain Adsorbed on Silver Nano-particles (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Shudo, N.Sugiyama, I.Katayama, M. Kitajima, and J. Takeda
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Ultrafast Surface Dynamics
  • 発表場所: 琵琶湖、滋賀
  • 年月日: 2015-05-25
  • 国際学会
• [学会発表] Electron Dynamics in a Gold Thin Film Accelerated via an Intense Terahertz Field (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Minami, T. D. Dao, T. Nagao, J. Takeda, M. Kitajima, and I. Katayama
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO 2015)
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] Broadband Single-Shot Spectroscopy Applicable to Photoinduced Nonlinear Dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Takeda, Y. Minami and I. Katayama
  • 学会等名: Korea-Japan Joint Symposium on Semiconductor Physics and Nanophotonics
  • 発表場所: Daejeon, Korea
  • 年月日: 2015-04-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.ultrafast.ynu.ac.jp/
• [備考] 武田・片山・南研究室
  • URL: http://www.ultrafast.ynu.ac.jp/
• [備考] YNU研究拠点 光ナノ計測研究拠点
  • URL: http://www.laser-nanoscience.ynu.ac.jp/ja/