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外場駆動によるブロッホ電子のコヒーレント制御

研究課題

研究課題/領域番号 25400330
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関東京工業大学

研究代表者

萱沼 洋輔  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 特任教授 (80124569)

研究分担者 中村 一隆  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (20302979)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードバンドギャップ変調 / 動的局在 / コヒーレント制御 / 位相干渉効果 / 過渡反射スペクトル / 位相ロック2連パルス / ディラック円錐 / ブロッホ状態 / 外場駆動 / バンドギャップ制御 / ディラック電子 / 冷却原子 / バルク固体
研究成果の概要

結晶の周期ポテンシャル中における電子状態であるブロッホ電子に空間的に一様で時間的に周期性を有する振動外場(光)を印加した時に生じる特徴的な量子状態とその時間的応答を明らかにした。振動外場の振幅と振動数の比を適切に選ぶことで、ブロッホバンドのバンドギャップを消失させることができる。この原理を応用して、ギャップを有する2バンド系での電子のブロッホ・ゼナートンネリングの制御を示した。また単層グラフェンなどのディラック円錐バンドの形態を電磁場により変形できることを見出した。
超短パルス照射によるコヒーレントフォノンを利用することにより、バルク結晶の電子コヒーレンスの制御・観測のための理論を構築した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Time-Resolved Photoelectron Spectroscopy of Dissociating 1, 2-Butadiene Molecules by High Harmonic Pulses2015

    • 著者名/発表者名
      R. Iikubo, T. Fujiwara, T. Sekikawa, Y. Harabuchi, S. Sato, T. Taketsugu, and Y. Kayanuma
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Letters

      巻: 6 号: 13 ページ: 2463-2468

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.5b00943

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influenece of pulse width and detuning on coherent phonon generation2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, Y. Shikano, Y. Kayanuma
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 92 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.144304

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamics of all the Raman active coherent phonons in Sb2Te3 Revealed via transient reflectivity2015

    • 著者名/発表者名
      Katusra Norimatsu, Masaki Hada, Shuhei Yamamoto, Takao sasagawa, Masahiro Kitajima, Yosuke Kayanuma, and Kazutaka G. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 117 号: 4 ページ: 041518-041518

    • DOI

      10.1063/1.4917387

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measuring Quantum Coherence in Bulk Solids using Dual Phase-Locked Optical Pulses2014

    • 著者名/発表者名
      S. Hayashi, K. Kato, K. Norimatsu, M. Hada, Y. Kayanuma and K. G. Nakamura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep04456

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically Engineered Quantum Interference of Delocalized Wave Functions in a Bulk Solid: The Examole of Solid Para-hydrogen2013

    • 著者名/発表者名
      H. Katsuki, Y. Kayanuma and K. Ohmori
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 88 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevb.88.014507

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double Landau-Zener Interferometry in a DC-AC Driven Bloch-Zener Oscillation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Mizumoto and Y. Kayanuma
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 88 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreva.88.023611

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 位相ロックパルス対によるGaAs単結晶電子フォノン結合系のコヒーレント制御 I2016

    • 著者名/発表者名
      横田謙祐、萱沼洋輔、越智章、則松桂、近藤倫央、鹿野豊、中村一隆
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 位相ロックパルス対によるGaAs単結晶電子フォノン結合系のコヒーレント制御 II2016

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔、横田謙祐、越智章、則松桂、近藤倫央、鹿野豊、中村一隆
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Morphology transformation of Dirac cones under intense electromagnetic fields2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma and K. Saito
    • 学会等名
      ISUILS14
    • 発表場所
      Kauai, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 振動電場によるディラック円錐の変容:トポロジーと幾何学的位相2015

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔、斎藤圭司
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Morphology change of Dirac cones under intense electromagnetic fields2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma and K. Saito
    • 学会等名
      EXCON2015
    • 発表場所
      Ecole Polytechnique Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphology change of Dirac cones under intense electromagnetic fields,2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma and K. Saito
    • 学会等名
      11th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials
    • 発表場所
      Polytechnique Montreal, Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動外場によるDirac点近傍のバンド構造変化2015

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔,齋藤圭司,Kay Brandner
    • 学会等名
      日本物理学会 年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解電子線回折法を用いたトポロジカル絶縁体の光誘起ダイナミクスの観測2015

    • 著者名/発表者名
      羽田真毅,則松桂,Sercan Keskin,鶴田哲也,五十嵐九四朗,笹川崇男,恩田健,萱沼洋輔, C,R. J. Dwayne Miller,腰原伸也,中村一隆
    • 学会等名
      日本物理学会 年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温成長GaAsにおける超高速電子フォノンダイナミクス2015

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔,鶴田哲也,中村一隆
    • 学会等名
      日本物理学会 年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] バルク結晶における電子・フォノン結合系のアト秒コヒーレントダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      中村一隆,加藤啓吾,則松桂,羽田真毅,萱沼洋輔
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 不透明域励起におけるコヒーレントフォノン生成機構2014

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔,則松桂,羽田真毅,中村一隆
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ultrafast Coherent Control of Electron-Phonon Entangled State in Bulk Solids2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma, S. Hayashi, K. Kato, K. Norimatsu, M. Hada. K. G. Nakamura
    • 学会等名
      17th International conference on luminescence
    • 発表場所
      Wroclaw University, Poland
    • 年月日
      2014-07-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast control of electron-phonon entangled systems in bulk solids2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma and K.G. Nakamura
    • 学会等名
      19th International Conference on Ultrafast Phenomena
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center
    • 年月日
      2014-07-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] q-変形ボソンによるLandau-Zener公式の拡張

    • 著者名/発表者名
      萱沼洋輔
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] コヒーレントフォノンの振動位相と励起波長依存性

    • 著者名/発表者名
      後藤賢一、萱沼洋輔、中村一隆
    • 学会等名
      日本物理学会69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] What are we observing by the detection frequency resolved measurement of coherent phonons?

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma, Y. Mizumoto, Y. Mori, G. Oohata, K. Mizoguchi
    • 学会等名
      CLEOEurope13
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kayanuma
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2020-05-15  

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