| 研究課題/領域番号 |
18H01905
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 一関工業高等専門学校 (2020, 2022)
国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2019) |
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研究代表者 |
山下 将嗣 一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10360661)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2018年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | テラヘルツ光 / ディラック電子系 / トポロジー / 高次高調波 / テラヘルツ / グラフェン / テラヘルツ電磁波 / フロッケ理論 / 高強度テラヘルツ光 / 高次高調波発生 / 高強度テラヘルツ / フロッケ状態 |
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| 研究成果の概要 |
高品質グラフェンに円偏光テラヘルツ光（～100nJ/pulse）を照射し、THz分光を行った結果、励起光の偏光状態（右回り、左回り）に応じて、プローブTHz光の偏光が変化する結果が得られ、THz光誘起ホール効果が発現させることに成功した。さらに、円偏光THz光照射によって、グラフェンのトポロジーを制御した状態で、CEP制御した中赤外光を照射し、HHGの観測を行った結果、奇数次に加えて偶数次HHGの観測に成功した。これらの結果から、100nJ/pulse程度のTHz円偏光励起によっても、時間反転対称性(TRS)が破れ、Floquetトポロジカル絶縁体が発現したことを示唆する結果が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果はTHz円偏光パルス照射によって時間反転対称性を破ることで、グラフェンMassless Dirac電子系(MDF)を非自明なFloquetトポロジカル絶縁体(FTI)へ転移させ、MDFの量子物性を制御する手法として期待できる。THz光を用いることで中赤外、近赤外励起光を用いるよりも1/10以下の低い照射強度でトポロジカル層の制御が可能であることが示された。
本手法を発展させてトポロジカル絶縁体や超伝導体に適用することにより、スピン量子ホール効果・スピン流の超高速制御、トポロジカル超伝導体・トポロジカル量子ビット（マヨナラ粒子）の実現・制御技術として期待できる。
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