| 研究課題/領域番号 |
19K03687
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
|
|---|
| 研究機関 | 滋賀県立大学 |
|---|
研究代表者 |
一宮 正義 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (00397621)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | 励起子 / 超高速光学応答 / 非線形光学 / 薄膜成長 / 光物性 / 単結晶薄膜 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ミクロとマクロの中間サイズ領域にある半導体高品質微小系は、光波と分極波の長距離にわたる結合により、従来のナノ構造や塊状の結晶と比べて桁違いの高効率・超高速光学応答を示すことが近年明らかになってきた。さらに、エネルギー的に近接する複数の分極モードが存在する系では光を介した多成分分極の結合による光学応答増強効果の倍増が期待できるため、本研究では価電子帯が縮退している半導体を対象に、高品質薄膜作製法の確立及び非線形光学応答の測定を行うことによって数10フェムト秒（1フェムト秒＝1000兆分の1秒）級の超高速光学応答実現を目指す。
|
| 研究成果の概要 |
高品質ZnOに対して縮退四光波混合の測定を行ったところCuClを凌ぐ巨大な輻射シフト及び100フェムト秒を下回る超高速応答の観測に成功し、これがA・B励起子がエネルギー的に近接していることに起因する光を介した２種励起子の相互作用によるものであることが明らかになった。また、CaF2(111)基板上に作製したCuBr・CuI薄膜はXRDスペクトルの幅が粉末試料に匹敵するほど狭く、10ミクロンオーダーに至る範囲にまで単結晶構造が拡がっていることの確認にも成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、単結晶薄膜の高品質化によって位相緩和時間を長くすることに加え、ナノとバルクのクロスオーバー領域特有の光－励起子コヒーレント結合効果によって輻射緩和時間を極端に短くすることによって光学応答における輻射緩和特性が支配的になるとのアイデアに基づいている。これは、複雑な構造や機構に頼りがちな半導体材料の高機能化において、単純な構造で結晶の品質を高めるのみによってトレードオフの関係にあるとされてきた光学非線形性増大と超高速応答を両立させる試みとして独自性があり、光デバイス開発におけるブレイクスルーとなることが期待される。
|
