| 研究課題/領域番号 |
22K20354
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
草場 哲 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (00961640)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 励起子 / 原子層物質 / 超高速ダイナミクス / 相変化 / フォノン / テラヘルツ / 和周波励起 / 遷移金属ダイカルコゲナイド / 層状物質 / 相変化材料 / 暗準位 / キャリアダイナミクス / フォノンダイナミクス / 和周波分光 / ポンププローブ分光 / テラヘルツ分光 / 光物性 / 非線形光学 / 超高速現象 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光学禁制な暗量子状態はそれ自体が直接吸収・発光しない一方、光学許容な明量子状態に緩和パスを与え、光学応答に大きな影響を与える。暗量子状態のダイナミクスを理解することは物質の光励起から緩和に至るまでの一連の過程の包括的理解へとつながる。
本研究では、その特長的な物性、積層による物性制御やデバイス化の可能性から注目される原子層物質を対象として、明励起子に加えて暗励起子の直接観測を行う。これにより励起子ダイナミクスを包括的に解明し、バレー自由度を含む励起子の量子状態制御の基盤を構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は明暗両励起子状態に着目して、その緩和ダイナミクスを包括的に理解することを目標として、原子層物質（層状物質）の超高速分光を行った。単層WSe2に対して発光相関測定を行い、高密度励起効果を調べた。また、次世代の相変化メモリ材料として期待される層状物質Cr2Ge2Te6に対してシングルショット・ポンプ-プローブ分光を行い、アモルファスから結晶相への相変化に関連したキャリアダイナミクスを解明した。さらに和周波分光手法をテラヘルツ領域へと拡張し、WSe2においてラマン活性（赤外不活性＝暗状態）なフォノンモードの和周波励起に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子層物質（ファンデルワールス層状物質）はその特長的な物性、積層による物性制御やデバイス化の可能性から近年大きく注目されている物質であり、本研究ではCr2Ge2Te6およびWSe2のキャリアやフォノンのダイナミクスに関して新しい知見を得ることができた。特にCr2Ge2Te6の超高速ダイナミクスは高速動作する相変化メモリ実現の基盤となる成果であると言える。また、WSe2における赤外不活性なフォノンモードのテラヘルツ和周波励起の実現は、新しい格子振動の制御手法を提供するものであり、電子-格子相互作用などを利用した新しい物性制御実現へとつながる可能性がある。
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