高強度テラヘルツ光励起による分子性導体の非平衡相制御

• 研究課題/領域番号: 22684013
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2011); 東京大学 (2010)
• 研究代表者: 渡邉 紳一 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (10376535)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円); 2011年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円); 2010年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
• キーワード: テラヘルツ光 / 分子性導体 / カーボンナノチューブ / 光誘起相転移 / 精密偏光計測 / 偏光計測

研究概要

本研究では0. 7 MV/cmの尖塔値電場強度をもつテラヘルツ電磁場パルスの実現に成功した。この高強度テラヘルツ励起光源(光子エネルギー約4 meV)を用いて、半導体カーボンナノチューブの1 eVのバンドギャップを超えた一次元励起子生成を観測することで、著しいテラヘルツ非線形光学効果を実証することに成功した。また擬二次元有機導体θ-(BEDT-TTF)_2CsZn(SCN)_4サンプルの高強度テラヘルツ励起実験により、温度上昇効果では説明できない非平衡相変化を実験的に検証することにも成功した。さらに今後の高精度スピン物性変化のプローブに向け、高速・高精度にテラヘルツ波の偏光状態をプローブするシステム開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] T-ray topography by time-domain polarimetry (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yasumatsu, and S. Watanabe
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intense terahertz pulse-induced nonlinear responses in carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Shimano, S. Watanabe, and R. Matsunaga
  • 雑誌名: Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise real-time polarization measurement of terahertz electromagnetic waves by a spinning electro-optic sensor (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yasumatsu, and S. Watanabe
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum 巻: 83 ページ: 23104-23104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise real-time polarization measurement of terahertz electromagnetic waves by a spinning electro-optic sensor (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoya Yasumatsu, Shinichi Watanabe
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 83 号: 2
  • DOI: 10.1063/1.3683570
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高強度テラヘルツパルスによるカーボンナノチューブの超高速非線形光学現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邉紳一、島野亮
  • 雑誌名: 月刊オプトロニクス 巻: 8月号、30巻、356号 ページ: 107-107
• [雑誌論文] Intense terahertz pulse induced exciton generation in carbon nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, N. Minami, and R. Shimano
  • 雑誌名: Opt. Express, ibid. 巻: 19 ページ: 1528-1538
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高強度テラヘルツパルスによるカーボンナノチューブの超高速非線形光学現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邉紳一、島野亮
  • 雑誌名: 月刊オプトロニクス8月号 巻: 30 ページ: 107-111
• [雑誌論文] Intense terahertz pulse induced exciton generation in carbon nanotubes (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Watanabe
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 19 ページ: 1528-1538
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intense terahertz field-induced electroabsorption in carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Shimano, T. Ogawa, and S. Watanabe
  • 雑誌名: Proceedings of 35th International Conference on Infrared Millimeter and Terahertz Waves(IRMMW-THz)
• [雑誌論文] Room temperature terahertz electro-optic modulation by excitons in carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa, S. Watanabe, N. Minami, and R. Shimano
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 97 ページ: 41111-41111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Room temperature terahertz electro-optic modulation by excitons in carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Ogawa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intense terahertz field-induced electroabsorption in carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Shimano
  • 雑誌名: Proceedings of 35th International Conference on Infrared Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz)
• [学会発表] Terahertz profilometer by time-domain polarimetry (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yasumatsu, and S. Watanabe
  • 学会等名: CLEO : 2012
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2012-05-08
• [学会発表] Terahertz profilometer by time-domain polarimetry (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoya Yasumatsu, Shinichi Watanabe
  • 学会等名: CLEO : 2012
  • 発表場所: San Jose, USA(発表確定)
  • 年月日: 2012-05-08
• [学会発表] 時間分解テラヘルツ分光計測による低次元有機物質の非平衡キャリア動力学の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉紳一
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 高速・高精度テラヘルツ偏光解析装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安松直弥, 渡邉紳一
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] テラヘルツ偏光情報を用いた高速・高精度表面段差イメージング計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安松直弥, 渡邉紳一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 高速反射型テラヘルツ波偏光イメージング装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安松直弥, 渡邉紳一
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] θ-(BEDT-TTF) 2CsZn(SCN) 4の電荷秩序相におけるテラヘルツポンプテラヘルツプローブ分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坪田翔悟, 渡邉紳一, 谷口弘三, 島野亮
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 高強度テラヘルツパルスによるカーボンナノチューブにおける励起子の衝突イオン化生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉紳一, 島野亮
  • 学会等名: 8th International Symposium on Crystalline Organic Metals,日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 高強度テラヘルツパルスによるカーボンナノチューブにおける励起子の衝突イオン化生成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉紳一
  • 学会等名: 日本物理学会 2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Terahertz frequency electro-optic modulation in carbon nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Shimano, T. Ogawa, and S. Watanabe
  • 学会等名: The 35th International Conference on Infrared, Millimeter and THz Waves
  • 発表場所: Italy
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Intense Terahertz Field-Induced Electroabsorption in Carbon Nanotubes (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Shimano
  • 学会等名: 35th International Conference on Infrared Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz)
  • 発表場所: Rome (Italy)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] カーボンナノチューブにおけるテラヘルツ非線形光学効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡邉紳一, 島野亮
  • 学会等名: 「テラヘルツ分光計測とイメージング」研究討論会(平成22年度第一回テラヘルツ電磁波技術研究会,平成22年度第1回テラヘルツ応用システム研究会共催研究討論会)
  • 発表場所: 三国観光ホテル
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] θ-(BEDT-TTF)_2CsZn(SCN)_4の電荷秩序相におけるテラヘルツポンプテラヘルツプローブ分光
  • 著者名/発表者名: 坪田翔悟
  • 学会等名: 日本物理学会 第66回年次大会
  • 発表場所: (震災のため中止、発表は成立)
• [備考]
  • URL: http://www.phys.keio.ac.jp/guidance/labs/watanabe/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.phys.keio.ac.jp/guidance/labs/watanabe/index.html
• [産業財産権] 偏波解析装置、偏波解析方法、物性測定装置、及び物性測定方法 (2011)
  • 発明者名: 渡邉紳一、安松直弥
  • 権利者名: 慶應義塾大学
  • 産業財産権番号: 2011-258104
  • 出願年月日: 2011-11-25