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Ultrafast femtosecond laser control of electron dynamics in two-dimensional strong spin-orbit coupling materials

研究課題

研究課題/領域番号 22K13991
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関東京大学 (2023)
国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2022)

研究代表者

Hashmi Arqum  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (90815325)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードUltrafast / TDDFT / Nonlinear optics / Spin-orbit coupling / femtosecond / Spin-orbit interactions / 2D material / Time dependent DFT / Spintronics / Valleytronics / Ultrafast dynamics
研究開始時の研究の概要

The characteristics and applications of 2D materials with ultrashort pulses are quite diverse in the presence of strong spin-orbit coupling (SOC). In this regard, a comprehensive theoretical and computational study for the explanation of the light-matter interaction in 2D materials with strong SOC is in urgent need. The formalism of TDDFT with Maxwell equations which is considered a benchmark in optical studies will be employed to study the ultrafast charge and spin dynamics. Here, by using the different levels of theory we will explore the various aspects of electron dynamics in 2D materials.

研究成果の概要

二次元単分子膜は、強い光物質相互作用と超高速広帯域光学応答を特徴とする新しい分野となっている。この目的のために、我々は、超高速時間依存電子ダイナミクスを研究するためのベンチマークとして、TDDFTとマクスウェル方程式の形式を用いた。SOCを組み込むことによって、我々の研究は、二次元物質における電子ダイナミクスのさまざまな側面を探求している。我々は、電子ダイナミクスをサブフェムト秒スケールで制御できる二次元半導体と半金属を研究している。これにより、超短パルスでキャリアダイナミクスを制御し、超高速情報処理のためのフェムト秒スケールのスピントロニクスを探求する機会が開かれる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

The scientific importance of this research is about understanding how electrons move really fast. It helps us learn how materials behave when interact with light. This can be useful for making new technologies like faster computers and communication devices and improved ways to store information.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Enhancement of valley-selective excitation by a linearly polarized two-color laser pulse2023

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum、Yamada Shunsuke、Yabana Kazuhiro、Otobe Tomohito
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 107 号: 23 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1103/physrevb.107.235403

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Weak and strong field optical response in ultrathin films of topological insulator2023

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum
    • 学会等名
      70th JSAP Spring Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Weak and Strong Field Control of Valley Polarization in WSe2 Monolayer2022

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Field Control of Electron Dynamics in WSe2 Monolayer2022

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum
    • 学会等名
      15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sub-cycle control of valley polarization in WSe2 monolayer2022

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum
    • 学会等名
      8th International Conference on Attosecond Science and Technology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Valley selective excitations in WSe2 monolayer by (ω+2ω) pulses2022

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum
    • 学会等名
      83rd JSAP Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Valley polarization in WSe2 monolayer: CEP control of ω and ω+2ω Pulses2022

    • 著者名/発表者名
      Hashmi Arqum
    • 学会等名
      9th Workshop on Time-Dependent Density-Functional Theory: Prospects and Applications
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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