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巨大光応答を示す新規誘電体薄膜の探索

研究課題

研究課題/領域番号 19014014
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関横浜国立大学 (2008)
大阪大学 (2007)

研究代表者

片山 郁文  横浜国立大学, 学際プロジェクト研究センター, 特任教員(助教) (80432532)

研究分担者 芦田 昌明  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60240818)
川山 巌  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教 (10332264)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2008年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2007年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード光誘起相転移 / 広帯域テラヘルツ分光法 / 量子常誘電体 / 強相関有機ラジカル / 誘電体薄膜 / テラヘルツ時間領域分光法 / パルスレーザー蒸着法
研究概要

本研究では、様々な誘電体の薄膜を作成し、それを用いて光照射下のテラヘルツ応答の変化を測定し、光照射によって巨大な光応答を示す物質の探索とそのメカニズムを解明することを目的として、研究を行った。その過程で、誘電体薄膜の膜質モニタ手法としてのテラヘルツ分光法の可能性を実証し、これを用いることで、より結晶性の高い、良質の薄膜作製手法を開発する一助にすることができることを示した。特に量子常誘電体のSrTiO_3薄膜のテラヘルツ電磁波応答を広帯域で測定することに成功し、その誘電特性を決定している、ソフトモードの誘電分散を前領域で明らかにしている。また酸素アニールによってその誘電特性が変化し、よりバルクに近い良質な結晶が得られることを示した。また、分子性の誘電体である強相関有機ラジカル結晶TTTAを測定し、光照射によっておこる光誘起相転移に伴って、テラヘルツ領域の振動モードが大きく変化することを示した。これによって、テラヘルツ領域の測定が広く一般に相転移を示す物質のモニタリング手法として適していることを示している。しかしながら、これまでのところ光照射によるテラヘルツ領域の誘電特性の変化を検出するには至っていない。今後はより高感度のテラヘルツ測定手法を開発していくことで、光照射による微小な変化をも検出できるように系を改良し、光照射下での物性変化メカニズムをテラヘルツ分光、超高速分光の手法を用いて明らかにする研究を行っていく予定である。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (31件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Energy transfer dynamics in light-harvesting small dendrimers studied by time-frequency two-dimensional imaging spectroscopy2009

    • 著者名/発表者名
      A. Yamada, A. Ishida, I. Akai, M. Kimura, I. Katayama and J. Takeda
    • 雑誌名

      J. Lumin. (受理)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Phase Transition it Strongly Correlated TTTA Cry stals Probed with Two-Photon Luminescence2009

    • 著者名/発表者名
      I.Katayama, K. Mitarai, T. Kon, and J. Takeda
    • 雑誌名

      J. Lumin. (受理)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly Efficient Photoinduced Phase Transitions in an Organic Radical Crystal via Two-Photon Absaption Process2009

    • 著者名/発表者名
      T. Kon, S. Oguri, *I. Kataya ma, T. Kodaira and J. Takeda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 79

      ページ: 0351061-4

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast Lasing due to Electron-Hole Plasma in ZnO Nano-Multipods2009

    • 著者名/発表者名
      S. Mitsubori, I. Katayama, S. H. Lee, T. Yao and J. Take da
    • 雑誌名

      J. Phys. : Condens. Matter 21

      ページ: 0642111-5

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid Energy Transfer and its Temperature dependence in n-Conjugated Dendrimers2009

    • 著者名/発表者名
      I. Akai, K. Miyanari, T. Shimamoto, A. Fujii, H. Nakao, A. Okada, K. Kanemoto, T. Karasawa, A. Ishida, A. Yamada, I. Katayama, J. Takeda and M. Kimura
    • 雑誌名

      phys. status solidi (c) 6

      ページ: 77-80

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid Energy Transfer in a Dendrimer. Having n-Conjugated Light-Harvesting Antennas2008

    • 著者名/発表者名
      I. Akai, K. Miyanari,- T. Shimamoto, A. Fujii, H. Nakao, A. Okada, K. Kanemoto, T. Karasawa, H. Hashimoto, A. Ishida, A. Yamada, I. Kataya ma, J. Takeda and M. Kimura
    • 雑誌名

      New J. Phys. 10

      ページ: 1250241-22

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hardening of the ferroelectric soft mode in SrTiO_3 thin films2008

    • 著者名/発表者名
      I. Katayama, H. Shimosato, D. S. Rana, I. Kawayama, M. Tonouchi, and M. Ashida
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 93

      ページ: 1329031-3

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thickness dependence of the soft ferroelectric mode in SrTiO_3 thin films deposited on MgO2008

    • 著者名/発表者名
      I. Katayama, Hiroshi Shimosato, Masaaki Ashida, Iwao Kawayama,Masayoshi Tonouchi and Tadashi Itoh
    • 雑誌名

      J. Lumin. 128

      ページ: 998-1000

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thickness dependence of the soft ferroelectric mode in SrTiO3 thin films deposited on MgO2008

    • 著者名/発表者名
      片山郁文、下里弘、芦田昌明、川山巌、斗内政吉、伊藤正
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] TTTAの反磁性常磁性相転移におけるテラヘルツ応答2009

    • 著者名/発表者名
      河野太郎, 下里弘, 芦田昌明, 武田淳, 片山郁文
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] TTTAにおける自己束縛励起子発光と相転移ダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      御手洗圭, 竹内太郎, 片山郁文, 武田淳
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 反射型エシェロン光学素子を用いた超短光パルス計測2009

    • 著者名/発表者名
      堺原弘行, 片山郁文, 武田淳
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 光捕集性デンドリマーのπ共役性とエネルギー伝達効率2009

    • 著者名/発表者名
      永吉祐子, 山田愛, 赤井一郎, 木村片山郁文, 武田淳
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 2光子吸収による層状半導体PbI2の高密度励起子発光のダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      矢崎壮登, 三堀真吾, 今井徹, 片山郁文, 武田淳
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2009-03-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 有機ラジカル結晶TTTAの自己束縛励起子発光から導く相転移ダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      御手洗圭, 竹内太郎, 片山郁文, 武田淳
    • 学会等名
      第19回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪(ポスター)
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] π共役光アンテナ系を有する光捕集性デンドリマーの超高速エネルギー伝達とその温度依存2008

    • 著者名/発表者名
      赤井一郎, 宮成邦明, 島本知茂, 藤井淳浩, 中尾浩士, 岡田明, 鐘本勝一, 唐沢力, 石田明大, 山田愛, 片山郁文, 武田淳, 木村睦
    • 学会等名
      第19回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪(ポスター)
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ナノスター型光捕集デンドリマーの超高速エネルギー移動における側鎖依存性2008

    • 著者名/発表者名
      山田愛, 永吉祐子, 赤井一郎, 木村睦, 片山郁文, 武田淳
    • 学会等名
      第19回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪(ポスター)
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Precursor of Two-Photon. Induced Phase Transition in Organic Radical T r TA Crystals2008

    • 著者名/発表者名
      I. Katayama, K. Mitarai and J. Takeda
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Photo-Induce d Phase Transitions and Cooperative Phenomena
    • 発表場所
      大阪(ポスター)
    • 年月日
      2008-11-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Real-Time Time-Frequency Two-Dimensional Mapping of Ultrafast Excited-State Dynamics and Energy Flow in Biomaterials2008

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, Y. Makishima, A. Ishida, A. Yamada and I. Katayama
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Photo-Induced Phase Transitions and Cooperative Phenomena
    • 発表場所
      大阪(ポスター)
    • 年月日
      2008-11-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ferroelectric Soft-mode in SrTiO_3 Thin Films Observed by theBroadband Terahertz Time-domain Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Ikufumi Katayama, Hiroshi Shimosato, Dhanvir Singh Rana, I wao Kawayama, Masayoshi Toneuchi, and Masaaki Ashida
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008) and the 7th Asia-Pacific Workshop
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2008-11-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ZnOナノ構造体の高密度励起子発光に対する光照射効果2008

    • 著者名/発表者名
      三堀真吾, 矢崎壮登, 片山郁文, 李常賢, 八百隆文, 武田淳
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡(ポスター)
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] TTTA分子のポンププローブ分光2008

    • 著者名/発表者名
      河野太郎, 片山郁文, 首藤健一, 大野かおる, 武田淳
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡(ポスター)
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Photoinduced Phase Transition in Strongly Correlated TTTA Crystals Probed with Two-Photon Luminescence2008

    • 著者名/発表者名
      I. Katayama, K. Mitarai, T. Kon, and J. Takeda
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Photo-Induce d Phase Transitions and Cooperative Phenomena
    • 発表場所
      リヨン・フランス(口頭)
    • 年月日
      2008-07-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Energy transfer dynamics in light-harvesting small dendrimers studied by time-frequency two-dimensional imaging spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      A. Yamada, A. Ishida, I. Akai, M. Kimura, I. Katayama and J. Takeda
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Photo-Induce d Phase Transitions and Cooperative Phenomena
    • 発表場所
      リヨン・フランス(ポスター)
    • 年月日
      2008-07-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast Lasing due to Electron-Hole Plasma in ZnO Nano-Multipods2008

    • 著者名/発表者名
      S. Mitsubori, S. H. Lee, T. Yao, I. Katayama and J. Takeda
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter
    • 発表場所
      京都(ポスター)
    • 年月日
      2008-06-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Rapid Energy Transfer and its Temperature dependence in p-Conjugated Dendrimers2008

    • 著者名/発表者名
      I. Akai, K. Miyanari, T. Shimamoto, A. Fujii, H. Nakao, A. Okada, K. Kanemoto, T. Karasawa, A. Ishida, A. Yamada, I. Kataya ma. J_ Takeda and M Kimura
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Excitonic Processes in Condensed Matter
    • 発表場所
      京都(口頭)
    • 年月日
      2008-06-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Real-Time Time-Frequency Two-Dimensional Visualization of Ultrafast Excited-State Dynamics in Biomaterials2008

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, Y. Makishima, A. Ishida, A. Yamada and I. Katayam
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2008-06-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Pump-Probe Spectroscopy and Electronic State Calculation of Strongly Correlated Organic Radical TTTA2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kawano, I. Katayanfa, K. Shudo, K. Ohno, and J. Takeda
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2008-06-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast Lasing due to Electron-Hole Plasma in ZnO Nano-Multipods2008

    • 著者名/発表者名
      S. Mitsubori, I. Katayama, S. H. Lee, T. Yao and J. Takeda
    • 学会等名
      International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
    • 発表場所
      東京(ポスター)
    • 年月日
      2008-06-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ultrabroadband THz Field Detection beyond 170THz with a Photoconductive Antenna2008

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Ashida, Ryota Akai, Hiroshi Shimosato, Ikufumi Katayama, Tadashi Itoh, Katsuhiko Mivamoto. Hiromasa Ito
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics 2008
    • 発表場所
      サンノゼ・アメリカ合衆国(口頭)
    • 年月日
      2008-05-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Observation of Soft-Mode Hardening and Broadening of SrTiO_3 Thin Flims by Broadband Teraheltz Time-Domein Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      片山郁文、下里弘、芦田昌明、川山巌、斗内政吉、伊藤正
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electrooptics
    • 発表場所
      Baltimore, MD,U.S.A
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Size effect of the soft ferroelectric mode in SrTiO_3 thin flims deposited on MgO2007

    • 著者名/発表者名
      片山郁文、下里弘、芦田昌明、川山巌、斗内政吉、伊藤正
    • 学会等名
      16th International Conference on Dynamical Processes in Excited States of Solids
    • 発表場所
      Segovia, Spain
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Role of Low-Temperature-Grown GaAs Substrate of Photoconductive Antenna in Broadband Terahertz Time Domain Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      下里弘、片山郁文、齋藤i伸吾、芦田昌明、伊藤正、角屋豊、阪井清美
    • 学会等名
      IRMMVV-THz2007
    • 発表場所
      Cardiff, UK
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] THz時間領域分光の広帯域化に向けたGaAs光伝導アンテナ基板の特性評価2007

    • 著者名/発表者名
      下里弘、片山郁文、齋藤i伸吾、芦田昌明、伊藤正、角屋豊、阪井清美
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      北海道、札幌市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ波検出における光伝導アンテナの基板特性評価2007

    • 著者名/発表者名
      下里弘、片山郁文、齋藤i伸吾、芦田昌明、伊藤正、角屋豊、阪井清美
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      北海道、札幌市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Size Effect of SrTiO3 Thin Films Probed with the Braodband thrahertz Time-domain Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      片山郁文、下里弘、芦田昌明、川山巌、斗内政吉、伊藤正
    • 学会等名
      2007 Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Origin of the size-effect in quantum paraelectric SrTiO3 thin films probed with the broadband teraheltz time-domain spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      片山郁文、下里弘、芦田昌明、川山巌、斗内政吉、伊藤正
    • 学会等名
      2nd International Workshop onMaterials Science and Nano-Engineering
    • 発表場所
      兵庫県淡路市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of THz wave detection performance of photoconductive antenna :dependence of growth and annealing temperature2007

    • 著者名/発表者名
      下里弘、片山郁文、齋藤i伸吾、芦田昌明、伊藤正、角屋豊、阪井清美
    • 学会等名
      2nd International Workshop onMaterials Science and Nano-Engineering
    • 発表場所
      兵庫県淡路市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 光伝導アンテナを用いた170THzを超える超広帯域THz波の電場検出2007

    • 著者名/発表者名
      赤井亮太、下里弘、片山郁文、芦田昌明、伊藤正
    • 学会等名
      第18回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ波の光伝導アンテナ検出におけるLT-GaAs基板の成長温度・アニール温度依存性2007

    • 著者名/発表者名
      下里弘、片山郁文、齋藤i伸吾、芦田昌明、伊藤正、角屋豊、阪井清美
    • 学会等名
      第18回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Highly Efficient Light-Harvesting Nano- and Biomaterials : Material Design and New Laser Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      J. Takeda, I. Katayama, I. Akai and M. Kimura
    • 総ページ数
      55
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] ptical Properties: Fundamentals of Optical Spectroscopy and Nonlinear Optics and Ultrashort Pulsed Laser Application2007

    • 著者名/発表者名
      芦田昌明
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 光学スペクトル、テラヘルツ領域に現れる物質の応答および光伝導アンテナ、テラヘルツ技術総覧(分担執筆)2007

    • 著者名/発表者名
      芦田昌明
    • 出版者
      NGTコーポレーション
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 特許2008

    • 発明者名
      武田淳、片山郁文
    • 権利者名
      横浜国立大学
    • 産業財産権番号
      2008-304631
    • 出願年月日
      2008-11-28
    • 関連する報告書
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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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