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カーボンナノチューブにおける励起子微細構造の完全解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 21760038
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関京都大学

研究代表者

廣理 英基  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 助教 (00512469)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2009年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード非線形光学 / 応用光学・量子光工学 / 光源技術 / テラヘルツ/赤外材料・素子 / ナノ材料 / 光物性 / テラヘリツ / カーボンナノチューブ / 非線形分光 / 遠赤外分光 / THz分光 / 高強度テラヘルツ / 低次元半導体
研究概要

本研究の目的は、代表的な半導体ナノ構造物質である単層カーボンナノチューブ中の励起子微細構造の解明とこの準位間のコヒーレント制御技術の確立である。このために本研究では、(1)1THz帯において1MV/cmを超える高電場振幅を持つTHz光発生技術を開発した。(2)THz非線形分光技術を確立し、ZnSeおよびGaAs多重量子井戸においてシュタルクシフトおよび動的フランツ・ケルディッシュ効果をともなう励起子のイオン化を観測し、励起子コヒーレント制御の可能性についての議論を深めた。(3)また多重量子井戸GaAsにおいて、高強度THzパルス照射による1000倍のオーダーのキャリア増幅を実現し励起子発光を初めて観測した。(4)さらに単一SWNTsを調べるためのTHz近接場顕微鏡の構築を行った。これらの分光技術を駆使して、単一SWNTsの励起子構造の研究を進めている。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (18件) 備考 (2件) 産業財産権 (6件)

  • [雑誌論文] Single-cycle terahertz pulses with amplitudes exceeding 1 MV/cm generated by optical rectification in LiNbO32011

    • 著者名/発表者名
      広理英基、土井厚志、ブランチャード・フランソワ、田中耕一郎
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters誌 98巻

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time terahertz near-field microscope2011

    • 著者名/発表者名
      ブランチャード・フランソワ、土井厚志、田中智子、広理英基、田中秀明、角屋豊、田中耕一郎
    • 雑誌名

      Optics Express誌 19巻

      ページ: 8277-8284

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-cycle terahertz pulses with amplitudes exceeding 1 MV/cm generated by optical rectification in LiNbO_32011

    • 著者名/発表者名
      H.Hirori, A.Doi, F.Blanchard, K.Tanaka
    • 雑誌名

      App.Phys.Lett

      巻: 98 ページ: 91106-91108

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time terahertz near-field microscope2011

    • 著者名/発表者名
      F.Blanchard, A.Doi, T.Tanaka, H.Hirori, H.Tanaka, Y.Kadoya, K.Tanaka
    • 雑誌名

      Opt.Express

      巻: 19 ページ: 8277-8284

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excitonic Interactions with Intense Terahertz Pulses in ZnSe/ZnMgSSe Multiple Quantum Wells2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基、永井正也、田中耕一郎
    • 雑誌名

      Physical Review B Rapid Comunications誌 81巻

      ページ: 81305-81308

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical Franz-Keldysh Effect in GaAs/AlGaAs Multiple Quantum Wells Induced by Single-Cycle Terahertz Pulses2010

    • 著者名/発表者名
      篠北啓介、広理英基、永井正也、佐藤尚子、角屋豊、田中耕一郎
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters誌 97巻

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical Franz-Keldysh effect in GaAs/AlGaAs multiple quantum wells induced by single-cycle terahertz pulses2010

    • 著者名/発表者名
      K.Shinokita, H.Hirori, M.Nagai, N.Satoh, Y.Kadoya, K.Tanaka
    • 雑誌名

      App.Phys.Lett

      巻: 97 ページ: 211902-211904

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-field THz imaging of free induction decay from a tyrosine crystal2010

    • 著者名/発表者名
      A.Doi, F.Blanchard, H.Hirori, K.Tanaka
    • 雑誌名

      Opt.Express

      巻: 18 ページ: 18419-18424

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excitonic Interactions with Intense Terahertz Pulses in ZnSe/ZnMgSSe Multiple Quantum Wells2010

    • 著者名/発表者名
      Hideki Hirori, Masaya Nagai, Koichiro Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B誌(Rapid Communications) Vol.81

      ページ: 81305-81308

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-field THz imaging of free induction decay from a tyrosine crystal2009

    • 著者名/発表者名
      土井厚志、ブランチャード・フランソワ、広理英基、田中耕一郎
    • 雑誌名

      Optics Express誌 18巻

      ページ: 18419-18424

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiative lifetimes and coherence lengths of one-dimensional excitons in single-walled carbon nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      宮内雄平、広理英基、松田一成、金光義彦
    • 雑誌名

      Physical Review B Rapid Comunications誌 80巻

    • NAID

      120001682370

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal decoupling of spin and crystallographic phase transitions in Fe (ptz) (6) (BF4) (2)2009

    • 著者名/発表者名
      渡邉浩、広理英基、モルナ・ガボア、ブゼク・アゼディン、田中耕一郎
    • 雑誌名

      Physical Review B Rapid Comunications誌 79巻

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiative lifetimes and coherence lengths of one-dimensional excitons in single-walled carbon nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Miyauchi, Hideki Hirori, Kazunari Matsuda, Yoshihiko Kanemitsu
    • 雑誌名

      Physical Review B誌(Rapid Communications) Vol.80

      ページ: 81410-81413

    • NAID

      120001682370

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal decoupling of spin and crystallographic phase transitions in Fe(ptz)6(BF4)22009

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Watanabe, Hideki Hirori, Gabor Molnar, Azzedine Bousseksou, Koichiro Tanaka
    • 雑誌名

      Physical Review B誌(Rapid Communications) Vol.79

      ページ: 180405-180408

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 1MV/cm超の高強度THzパルス照射下での半導体GaAsの光学応答2011

    • 著者名/発表者名
      篠北啓介
    • 学会等名
      第66回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 高強度テラヘルツ光パルス励起によるGaAs/AlGaAs多重量子井戸からの励起子発光の観測2011

    • 著者名/発表者名
      広理英基
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Terahertz nonlinear spectroscopy on single quantum dots2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基
    • 学会等名
      The 8th iCeMS International Synposium "Meso-Control of Functional Architectures"
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2010-11-11
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Terahertz nonlinear spectroscopy on single quantum dots2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基
    • 学会等名
      The 8th iCeMS International Symposium "Meso-Control of Functional Architectures"
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2010-11-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of THz field in a gap of dipole antenna2010

    • 著者名/発表者名
      田中秀明
    • 学会等名
      The 35th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
    • 発表場所
      ローマ(イタリア)
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Enhancement of THz field in a gap of dipole antenna2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kadoya
    • 学会等名
      The 35^<th> International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
    • 発表場所
      ローマ,イタリア
    • 年月日
      2010-09-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nonperturbative Excitonic Interaction with Intense THz Pulses in ZnSe/ZnMgSSe Multiple Quantum Wells2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基
    • 学会等名
      The Conference on Lasers and Electro-Optics and The Quantum Electronics and Laser Science conference (CLEO/QELS 2010)
    • 発表場所
      サンノゼ(アメリカ)
    • 年月日
      2010-05-22
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Nonperturbative Excitonic Interaction with Intense THz Pulses in ZnSe/ZnMgSSe Multiple Quantum Wells2010

    • 著者名/発表者名
      H.Hirori
    • 学会等名
      The Conference on Lasers and Electro-Optics and The Quantum Electronics and Laser Science conference (CLEO/QELS 2010)
    • 発表場所
      サンノゼ,米国
    • 年月日
      2010-05-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] GaAs/AlGaAs多重量子井戸のテラヘルツ非線形分光2010

    • 著者名/発表者名
      篠北啓介、広理英基、角屋豊、田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 酸化銅結晶の励起子吸収における高強度THzパルス照射効果2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 酸化銅結晶の励起子吸収における高強度THzパルス照射効果2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基, 中暢子, 永井正也, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] リアルタイムテラヘルツ近接場顕微鏡の開発2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] リアルタイムテラヘルツ近接場顕微鏡の開発2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基, 土井厚志, 田中耕一郎
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ZnSe/ZnMgSSe多重量子井戸におけるバンド端近傍のTHz非線形光学応答2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ZnSe/ZnMgSSe多重量子井戸におけるバンド端近傍のTHz非線形光学応答2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基, 永井正也, 田中耕一郎
    • 学会等名
      2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Crossover of excitonic interaction with terahertz electric field from perturbative to nonperturbative regime2009

    • 著者名/発表者名
      H.Hirori, M.Nagai, K.Tanaka
    • 学会等名
      The International Workshop on Terahertz Technology 2009
    • 発表場所
      大阪大学中ノ島センター(大阪府)
    • 年月日
      2009-12-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] GaAs/AlGaAs多重量子井戸のテラヘルツ分光2009

    • 著者名/発表者名
      篠北啓介
    • 学会等名
      第20回光物性研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2009-12-11
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] GaAs/AlGaAs多重量子井戸のテラヘルツ分光2009

    • 著者名/発表者名
      篠北啓介, 広理英基, 永井正也, 佐藤尚子, 角屋豊, 田中耕一郎
    • 学会等名
      第20回光物性研究会(2009)
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府)
    • 年月日
      2009-12-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考] 業績論文(1)(Applied Physics Letters誌、査読有、98巻、2011、091106-1-091106-3) Nature Photonics誌に注目論文として採択される[Nature Photonics 5, 250.251(2011)]

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考] 業績論文(3)(Physical Review B Rapid Comunications誌、査読有、81巻,2010、81305-081308)編集者の注目論文として採択される(Editor's Suggestion)

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 観察装置2009

    • 発明者名
      雙木満, 土井厚志, 田中耕一郎, 広理英基
    • 権利者名
      オリンパス株式会社
    • 出願年月日
      2009-09-29
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 観察方法および観察装置2009

    • 発明者名
      土井厚志, 田中耕一郎, 広理英基
    • 権利者名
      オリンパス株式会社
    • 出願年月日
      2009-08-05
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 観察方法、入射タイミング設定方法および観察装置2009

    • 発明者名
      土井厚志, 田中耕一郎, 広理英基
    • 権利者名
      オリンパス株式会社
    • 出願年月日
      2009-08-05
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [産業財産権] 観察装置2009

    • 発明者名
      雙木満, 土井厚志, 田中耕一郎, 広理英基
    • 権利者名
      オリンパス株式会社
    • 出願年月日
      2009-09-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 観察方法および観察装置2009

    • 発明者名
      土井厚志, 田中耕一郎, 広理英基
    • 権利者名
      オリンパス株式会社
    • 出願年月日
      2009-08-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 観察方法、入射タイミング設定方法および観察装置2009

    • 発明者名
      土井厚志, 田中耕一郎, 広理英基
    • 権利者名
      オリンパス株式会社
    • 出願年月日
      2009-08-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2025-06-05  

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