| 研究課題/領域番号 |
20H05670
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分D
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| 研究機関 | 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所 |
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研究代表者 |
小栗 克弥 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, 部長 (10374068)
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| 研究分担者 |
石川 顕一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70344025)
日比野 浩樹 関西学院大学, 工学部, 教授 (60393740)
国橋 要司 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, 主任研究員 (40728193)
田中 祐輔 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, 研究主任 (40787339)
関根 佳明 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 多元マテリアル創造科学研究部, 主任研究員 (70393783)
加藤 景子 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (40455267)
増子 拓紀 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60649664)
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| 研究期間 (年度) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
201,370千円 (直接経費: 154,900千円、間接経費: 46,470千円)
2024年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
2023年度: 29,510千円 (直接経費: 22,700千円、間接経費: 6,810千円)
2022年度: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円)
2021年度: 32,890千円 (直接経費: 25,300千円、間接経費: 7,590千円)
2020年度: 95,810千円 (直接経費: 73,700千円、間接経費: 22,110千円)
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| キーワード | ペタヘルツエレクトロニクス / アト秒科学 / 光波駆動現象 / ファンデルワールス物質 / 時間依存密度行列法 / 人工二次元結晶 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
既存の最高品質の高周波を遙かに凌駕する精度で制御可能となった光は、サブペタヘルツ(PHz : 1015 Hz)周波数で振動する電界としてエンジニアリングが可能な電磁波、すなわち”PHz波”と捉えることができます。本研究では、物質科学のフロンティアである特異なバンド構造、スピン物性、バンドトポロジーを有する層状量子物質群を対象として、独自に開発するアト秒(10-18 秒)時間分解分光プラットフォームによる計測と、第一原理計算・実時間量子シミュレーションの両面から、電子系と光波電界の相互作用を明らかにすることで、”PHzスケールの固体光物性”と呼ぶべき新しい分野を創出することを目指します。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ペタヘルツスケール光物性の創出という目標を掲げ、アト秒時間分解分光プラットフォーム開発、光波電界-固体電子系相互作用ダイナミクス計測、光波駆動スピン制御という3つの課題を実施した。本研究において、MHz級サブ2サイクルパルス光源の開発とアト秒パルス発生、光ドレスト状態ダイナミックイメージング計測の実現、トポロジカル絶縁体表面の光波駆動スピン流発生シミュレーションなど当初期待された成果を創出すると共に、単一アト秒パルスによる過渡複素屈折率分光の実現や固体高次高調波発生における光の擬スピン-軌道角運動量制御など想定を上回る成果を創出し、ペタヘルツスケール光物性の方法論を開拓した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた研究成果は、光の1周期相当の時間スケール(PHzスケール)における、光波電界と、位相・スピン・並進といったブロッホ電子系の基本自由度との相互作用ダイナミクスを明らかにすることで、従来の光-物質相互作用で前提となっている近似の枠組みを超えた光物性への実験手法・理論的枠組みを拡大することに貢献した。本研究の成果は、PHz波を用いた極限高速電子操作系に基づく新しい光機能の基本原理を探求する方法論の発展に寄与することで、従来エレクトロニクスではGHz周波数帯で律速されている情報処理技術の1000倍以上の高速化など人類が制御できる超高速時間スケールを大きく拡張することに直結する。
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| 評価記号 |
中間評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる
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