| 研究課題/領域番号 |
18K03494
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
中山 正昭 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30172480)
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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 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 励起子非弾性散乱 / 励起子－励起子散乱 / 励起子－電子散乱 / 光子性ポラリトン空間伝播 / 空間分解発光分光法 / 時間分解発光分光法 / 多重量子井戸・超格子 / 半導体薄膜 / 励起子非弾性散乱過程 / 光子性下枝ポラリトン空間伝播 / GaAs/AlAs超格子 / CuI薄膜 / 光子性下枝ポラリトン / GaAs/AlAs多重量子井戸構造 / GaAsN薄膜 / InGaN薄膜 / ポラリトン的空間伝播 |
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| 研究成果の概要 |
多様な半導体（GaAs/AlAs多重量子井戸・超格子、GaN系薄膜、ZnO薄膜、CuI薄膜）を対象に、励起子非弾性散乱過程（励起子－励起子散乱と励起子－電子散乱）の空間分解及び時間分解発光特性を研究した。試料端で発光スポットが出現し、励起子非弾性散乱発光が選択的に観測されることを見出した。このことは、散乱過程の終状態である光子性ポラリトン（励起子と光子の混成状態の光子性粒子）が励起スポットから試料端に空間伝播し、試料端での並進対称性の破れによって光子に変換されていることを明示している。さらに、励起子－励起子散乱発光速度が、光子性ポラリトンの群速度によってスケーリングできることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
励起子非弾性散乱過程（励起子－励起子散乱と励起子－電子散乱）は、レーザー発振の起源となる誘導放出（光増幅）が生じる光学過程として1970年代中頃から現在に至るまで盛んに研究が行われてきた。しかし、励起子非弾性散乱過程の本質的な特性である発光過程のポラリトン性（励起子と光子の混成状態の特性）については、明らかではなかった。本研究成果の学術的意義は、発光過程の終状態である光子性ポラリトンの空間伝播が、励起子非弾性散乱による発光過程を支配していることを空間分解発光特性と時間分解発光特性の観点から明らかにしたことであり、発光過程を制御するための重要な知見を提示するものである。
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