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低次元電子-正孔系の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17740193
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関大阪大学

研究代表者

浅野 建一  大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10379274)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード電子正孔系 / 励起子 / 励起子分子 / ハバードモデル / 吸収・利得スペクトル / 電子-正孔系 / モット転移 / スレーブボゾン平均場法 / 一次元電子-正孔系 / ボゾン化法
研究概要

ドープされていない半導体を光で強く励起し、伝導帯に電子、価電子帯に正孔を多数作って、これらがバンド内緩和するのを待つと、電子正孔系の準平衡状態が実現される。本年度は、これを擬一次元構造に閉じ込めた一次元系を念頭に置き、一次元電子正孔ババードモデルの考察を行った。この格子モデルでは、電子間、正孔間の斥力と電子正孔間引力がオンサイト相互作用として取り扱われる。まず、この系の状態密度を計算し、基底状態が相互作用パラメータによらず常に絶縁的である事を明らかにした。これは初年度に行ったボゾン化法による考察の結果を裏付けるものである。また、引力相互作用が斥力相互作用に比べて大きいか小さいかによって、エネルギーギャップがそれぞれ、局所的励起子分子相関、局所的励起子相関によって生じることも明らかにした。さらに、この状態密度の情報に加え、励起子相関をはしご近似で取り入れ、バンド間光吸収・利得スペクトルも考察した。その結果、1.状態密度のギャップを反映し、吸収端と放出端の間に吸収・利得のないギャップ構造が現れること、2.これらの端近傍で新たなデルタ関数型の孤立ピークを生じること、3.端近傍の連続的なスペクトルは強度が著しく抑制されることが分かった。バルク系についても電子正孔ハバードモデルを考察し、スレーブボゾン法による考察を行って、その結果を上記の一次元系の結果と比較した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2007 2005 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Quantum condensation in electron-hole systems: excitonic BEC-BCS crossover and biexciton crystallization2007

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Ogawa, et. al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Condensed Matter 19

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Instability toward biexciton crystallization in one-dimensional electron-hole systems2005

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Asano
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence 112

      ページ: 200-200

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase diagram of two-dimensional electron-hole Hubbard model

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Asano and Tetsuo Ogawa
    • 雑誌名

      Physica E (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear Optical Responses of One-dimensional Electron Systems: Comparison of Theories with Experiments

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa, et. al.
    • 雑誌名

      Physica E (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exciton-biexciton-plasma crossover and formation of optical gain in quantum wires

    • 著者名/発表者名
      Hidefumi Akiyama. et. al.
    • 雑誌名

      Physica E (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-consisten theory for optical spectra of exciton gas in quasi-one dimension

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Hanamiya.et. al.
    • 雑誌名

      Physica E (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Slave-Boson法による電子-正孔Hubbardモデルの励起子Mott転移および凝縮相の解析2007

    • 著者名/発表者名
      浅野健一
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブでの励起子分子のAuger再結合過程2007

    • 著者名/発表者名
      渡邉耕太
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] クラスター摂動法を用いた電子-正孔系の解析2007

    • 著者名/発表者名
      西田拓人
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 1次元励起子気体の吸収スペクトル2007

    • 著者名/発表者名
      花宮輝彰
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Exciton-biexciton-plasma crossover and formation of optical gain in quantum wires2007

    • 著者名/発表者名
      Hidefumi akiyama
    • 学会等名
      17th International Conference on dlectronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      Genova (Italy)
    • 年月日
      2007-07-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Linear Optical Responses of One-dimensional Electron Systems: Comparison of Theories with Experiments2007

    • 著者名/発表者名
      Testsuo Ogawa
    • 学会等名
      17th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      Genova (Italy)
    • 年月日
      2007-07-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Phase diagram of two-dimensional electron-hole Hubbard model2007

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Asano
    • 学会等名
      17th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      Genova (Italy)
    • 年月日
      2007-07-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Self-consistent theory for optical spectra of exciton gas in quasi-one dimension2007

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Hanamiya
    • 学会等名
      17th International Conference on dlectronic Properties of Two-Dimensional Systems
    • 発表場所
      Genova (Italy)
    • 年月日
      2007-07-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2020-05-15  

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