| 研究課題/領域番号 |
19H02623
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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 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
石井 順久 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主幹研究員 (40586898)
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| 研究分担者 |
篠原 康 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, リサーチスペシャリスト (90775024)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 超高速レーザー / 高強度レーザー / 高強度場物理 / 高次高調波発生 / 半導体ブロッホ方程式 / 第一原理計算 / 高強度レーザー開発 / 高強度場物理計算 / 紫外線 / 軟X線 / 中赤外光源 / 赤外レーザー開発 / 高強度物理 / 超高速光科学 / 高強度場科学 / 限界駆動固体物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
強電界下における固体内の電子のダイナミクスを実験的に計測する。実験結果に基づき、アト秒やフェムト秒の時間スケールでの電子のダイナミクスを記述可能な、理論的なモデリングとシミュレーション手法の構築を試みる。実験的アプローチとして、高強度赤外フェムト秒光源とサブサイクルプローブ光を同期させた実験系を開発し、強電界下（10 MV/cm程度）の固体における電子波束ダイナミクスを計測する。理論的なアプローチとして、半導体ブロッホ方程式に基づくモデル計算や時間依存する第一原理計算等の枠組みを構築し、実験結果を踏まえた電子の超高速ダイナミクスのシミュレーションを行う。
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| 研究成果の概要 |
高出力Ybレーザーを励起光源とした、中心波長3000nmの光パラメトリック増幅器を開発した。これら光源は可視・近赤外領域における極短パルスを発生する機構を備え（最短6.5 fs）、長波長光源に同期可能であり、サブサイクル分光やアップコンバージョン分光が可能となった。理論的研究では、有機無機ハイブリッドペロブスカイトからの高次高調波発生過程をシミュレーションした。複数の電子軌道の寄与をあらわに分解した初めての結果を得るとともに、主たる生成起源が価電子帯であるという、直観に反した結果を理論的に示した。また、緩和の時定数に依存して変化する高調波のスペクトルについても詳細な理論的研究を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
長波長の高出力レーザー光源開発は、電波を用いる5Gの通信に続く、ポスト（ビヨンド）5Gの通信（6G）を担うために必要不可欠なものである。またアイセーフレーザー、長距離ライダー、ソフトマテリアルの非熱加工など、これから主眼になってくるであろう研究テーマを先取りし、世界に先駆けたレーザー光源開発となる成果を上げている。
また次世代太陽電池候補と考えられている有機無機ハイブリッドペロブスカイトのMAPbCl3結晶からの高次高調波発生過程の理論的研究によって、光とペロブスカイトの相互作用における素過程の研究開発への第一歩となり、エネルギー問題を解決するような成果につながると確信している。
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