| 研究領域 | 半導体における動的相関電子系の光科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
23104708
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
石川 顕一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70344025)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2012年度)
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| 配分額 *注記 |
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | グラフェン / テラヘルツ光 / 応用光学・量子光工学 / 物性理論 |
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| 研究実績の概要 |
グラフェンに高強度超短パルステラヘルツ光が入射した場合の非線形応答を、時間領域で定式化し理論的に研究した。まず、先行研究において、無質量ディラックフェルミオン描像で垂直入射に対して行った定式化を、Tight-bindingモデルや斜入射の場合に拡張することに成功した。k空間での電子の動きを追跡するユニークなアプローチで、任意のパルス時間波形、偏光、入射方向に対応しており、バンド間およびバンド内ダイナミクスの動的相関を明確にすることができる。垂直入射の場合にはグラフェンブロッホ方程式の形に表せることや、斜入射の場合には、光子の運動量に起因するフォトンドラッグ効果や、電流値が場所に依存することによる電子密度の変化が、自然に含まれていることを見出した。また、電子の力学的運動量がディラック点回りの円経路をとる場合の解析解を導出した。断熱極限でのベリー位相の出現も解に含まれている。さらに、高強度シングルサイクルテラヘルツ光をグラフェンに照射すると、パルス終了後にも直流電流が残ることを見出した。これは、電子がディラック点近傍を通過する際にバンド間遷移が促進され、キャリアが生成されるためで、パルスの強度やキャリアエンベロープ位相、グラフェンのフェルミエネルギーに複雑に依存することを明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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