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2009 年度 実績報告書

電子正孔・励起子量子凝縮相の光操作と制御

計画研究

研究領域半導体における動的相関電子系の光科学
研究課題/領域番号 20104002
研究機関東京大学

研究代表者

五神 真  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70161809)

研究分担者 中 暢子  京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (10292830)
キーワード光物性 / 物性実験 / 量子エレクトロニクス / 低温物性 / 励起子
研究概要

(1-1)亜酸化銅1sパラ励起子サブケルビン領域のサーベイ
無冷媒型ヘリウム3冷凍機を用いて、熱流入の設計の上で光照射下においても300mK台の低温を保持し、歪トラップしたパラ励起子のスペクトル広がり、空間広がりから実際に励起子系がサブケルビン領域にあることを確認した。その上でボース・アインシュタイン凝縮(BEC)の臨界粒子数に到達した結果、特異的な空間分解発光スペクトルを検出した。パラ励起子間衝突とBECの安定性について考察を進めている。無冷媒希釈冷凍機の立ち上げを行い、極低温精密分光を実現する準備を進めた。
(1-2) CuCl上枝ポラリトン、ダイヤモンド
ワイドギャップ間接遷移型半導体のダイヤモンドにおいて、電子正孔液滴の臨界温度以下で強いパルス光を照射後、弱パルスを注入し液滴の形成を促進させた。液滴発光の増強度の温度依存性から、中間温度領域で液滴相は安定であるが、さらに低温では不安定化することを明らかにした。また、二光子励起法により低温の電子正孔系を生成した結果、中間密度領域では二個以上の励起子が束縛された状態をとることを見出した。さらに、中赤外誘導吸収測定により液滴由来の金属応答を検出し、液滴のキャリア密度の決定に成功した。
2. 量子縮退した電子正孔系の集団励起とそのコヒーレンスの観測
亜酸化銅におけるパラ励起子間非弾性衝突の存在下で励起子由来の光伝導測定を行い、その励起強度依存性が励起子の発光と大きく異なることを見出した。フォトンカウンティングストリークカメラの整備を進め、擬似熱的光源を使用して高次光子相関測定を確立した。
(その他)A03班との共同研究
亜酸化銅における励起子吸収が高強度テラヘルツパルスの照射によって大きく変化することを見出した。
(その他)電子正孔系の動的制御による光機能
キラル格子に電子正孔励起を組み合わせ、テラヘルツ偏光制御素子としての機能を実証した。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (38件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Density-dependent exciton kinetics in synthetic diamond crystals2009

    • 著者名/発表者名
      N.Naka, J.Omachi, H.Sumiya, K.Tamasaku, T.Ishikawa, M.Kuwata-Gonokami
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 80

      ページ: 035201-1,7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-induced terahertz optical activity2009

    • 著者名/発表者名
      N.Kanda, K.Konishi, M.Kuwata-Gonokami
    • 雑誌名

      Optics Letters 34(19)

      ページ: 3000-3002

    • 査読あり
  • [学会発表] 亜酸化銅結晶の励起子吸収における高強度THzパルス照射効果2010

    • 著者名/発表者名
      広理英基, 中暢子, 永井正也, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 亜酸化銅励起子の高密度励起下における光伝導測定2010

    • 著者名/発表者名
      吉岡孝高、朴仁用、五神真
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] ZnO量子井戸中励起子状態の井戸幅依存性2010

    • 著者名/発表者名
      樋口卓也、吉岡孝高、瀬川勇三郎、塚崎敦、川崎雅司、五神真
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] 半導体キラルフォトニック結晶からの円偏光放射2010

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭、野村政宏、熊谷直人、岩本敏、荒川泰彦、五神真
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] Search for exciton BEC in a Cu2O crystal2010

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      Symposium on "Physics and Chemistry of Coherently Controlled Quantum Systems"
    • 発表場所
      Meitetsu Inuyama Hotel, Inuyama, Japan
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] ダイヤモンド電子正孔系における中赤外誘導吸収スペクトル2010

    • 著者名/発表者名
      大間知潤子、鈴木理仁、吉岡孝高
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] 2次元キラル格子によるテラヘルツ偏光制御2010

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      応用物理学会 THz電磁波技術研究会企画「テラヘルツ光化学の新展開」
    • 発表場所
      東海大学(平塚)
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] Strong optical activity in planner chiral grating Structures2010

    • 著者名/発表者名
      M. Kuwata-Gonokami
    • 学会等名
      Optical Society of Korea 20th Anniversary and Winter Annual Meeting 2010
    • 発表場所
      KAIST, KOREA
    • 年月日
      2010-01-21
  • [学会発表] 波形制御パルスによる極低温励起子集団の生成2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      超高速過程における量子コヒーレントの観測と制御~量子情報処理から固体・生体分子ダイナミクス~
    • 発表場所
      日本科学未来館
    • 年月日
      2009-12-04
  • [学会発表] 光で創る集団の量子現象と光科学"Optical Science of photo-controlled coherent matters"2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟)
    • 年月日
      2009-11-24
  • [学会発表] Circularly-Polarized Photoluminescence from Semiconductor Planar Chiral Photonic Crystals2009

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭, 野村政宏, 熊谷直人, 岩本敏, 荒川泰彦, 五神真
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelectronics
    • 発表場所
      Komaba research campus, The Uinv.of Tokyo(oral)
    • 年月日
      2009-11-20
  • [学会発表] Effect of interface roughness to the photoluminescence line shape of ZnO quantum wells2009

    • 著者名/発表者名
      樋口卓也、吉岡孝高、瀬川勇三郎、塚崎敦、川崎雅司、五神真
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelectronics
    • 発表場所
      Komaba research campus, The Uinv.of Tokyo
    • 年月日
      2009-11-19
  • [学会発表] Dynamics of Light-induced Three-dimensional Chirality2009

    • 著者名/発表者名
      神田夏輝、小西邦昭、五神真
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelectronics
    • 発表場所
      Komaba research campus, The Uinv.of Tokyo
    • 年月日
      2009-11-19
  • [学会発表] 半導体における励起子ボース・アインシュタイン凝縮相の探索2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      第10回エクストリームフォトニクス研究会
    • 発表場所
      愛知県蒲郡市
    • 年月日
      2009-11-04
  • [学会発表] Cu2O黄色系列励起子における1s-2p誘導吸収スペクトルの歪依存性2009

    • 著者名/発表者名
      蔡恩美、吉岡孝高、五神真
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2009-09-28
  • [学会発表] ZnO人工2次元構造中の励起子状態2009

    • 著者名/発表者名
      樋口卓也、吉岡孝高、瀬川勇三郎、塚崎敦、川崎雅司、五神真
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-28
  • [学会発表] 微細構造による巨大旋光性2009

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2009-09-27
  • [学会発表] 人工キラル格子における光励起三次元キラリティーの過渡光学応答2009

    • 著者名/発表者名
      神田夏輝、小西邦昭、五神真
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] 励起子ライマン分光による極低温励起子物質相の探索2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] ダイヤモンド電子正孔液滴の中赤外分光2009

    • 著者名/発表者名
      大間知潤子、加藤宏平、鈴木理仁、吉岡孝高、中暢子、五神真
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] 時間分解発光によるダイヤモンド電子正孔液滴形成の観測2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木理仁, 加藤宏平, 大間知潤子
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(口頭)
    • 年月日
      2009-09-25
  • [学会発表] DYCE趣旨説明、理論家への提言2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第1回DYCE若手道場
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] 亜酸化銅における励起子 Bose-Einstein 凝縮の探求2009

    • 著者名/発表者名
      吉岡孝高
    • 学会等名
      新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第1回DYCE若手道場
    • 発表場所
      北海道大学(口頭)
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] 中赤外ポンププローブ分光によるダイヤモンド電子正孔液滴の観測2009

    • 著者名/発表者名
      大間知潤子、鈴木理仁、加藤宏平、吉岡孝高、中暢子、五神真
    • 学会等名
      新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第1回DYCE若手道場
    • 発表場所
      北海道大学(口頭)
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] ZnO人工2次元構造中の励起子状態2009

    • 著者名/発表者名
      樋口卓也、吉岡孝高、瀬川勇三郎、塚崎敦、川崎雅司、五神真
    • 学会等名
      新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第1回DYCE若手道場
    • 発表場所
      北海道大学(口頭)
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] 半導体キラルフォトニック結晶構造からの円偏光PLスペクトル2009

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭、野村政宏、熊谷直人、岩本敏、荒川康彦、五神真
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(口頭)
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] Coherent control of resonant two-photon excitation of cold excitons by phasemodulated pulses2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      CLEO/Pacific Rim 2009 : The 8th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2009-09-01
  • [学会発表] Giant optical activity of planar chiral nanostructures and circularly-polarized light emission2009

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭、五神真
    • 学会等名
      CLEO/Pacific Rim 2009 : The 8th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2009-09-01
  • [学会発表] 電子正孔・励起子量子凝縮相の光操作と制御2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      平成20年度科学研究費補助金「新学術領域研究(研究領域提案型)」「半導体における動的相関電子系の光科学」第2回シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-08-20
  • [学会発表] Optical activity in metal and dielectric planar chiral gratings2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      SPIE(Society of Phot-optical Instrumentation Engineers)Optics+Photonics 2009
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2009-08-05
  • [学会発表] Rotation of a two-dimensional exciton-polariton condensate2009

    • 著者名/発表者名
      M.D.Fraser, M.Kuwata-Gonokami, S.Hofling, A.Forchel, Y.Yamamoto
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems(EP2DS-18)E3b
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2009-07-21
  • [学会発表] Cold excitons in a quantum degenerate regime2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      Statistical Physics : Modern Trends and Applications-dedicated to the 100-th anniversary of Prof.M.M.Bogolyubov(1909-1992)
    • 発表場所
      Lviv, Ukraina
    • 年月日
      2009-06-24
  • [学会発表] 半導体における動的電子相関と光機能2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      国際高等研究所研究プロジェクト「ナノ物質量子相の科学」2009年度第1回研究
    • 発表場所
      国際高等研究所
    • 年月日
      2009-06-19
  • [学会発表] Active Control of Terahertz Optical Activity by Photo- Excitation of Metal Chiral Gratings2009

    • 著者名/発表者名
      神田夏輝、小西邦昭、五神真
    • 学会等名
      CLEO/IQEC 2009 : The Conference on Lasers and Electro-Optics and the International Quantum Electronics Conference
    • 発表場所
      Baltimore, USA(oral)
    • 年月日
      2009-06-04
  • [学会発表] Uniaxial Stress Dependence of Yellow Sereis np Excitons in Cu2O2009

    • 著者名/発表者名
      E.Chae, K.Yoshioka, M.Kuwata-Gonokami
    • 学会等名
      CLEO/IQEC 2009 : The Conference on Lasers and Electro-Optics and the International Quantum Electronics Conference
    • 発表場所
      Baltimore, USA
    • 年月日
      2009-06-02
  • [学会発表] カイラルナノ格子による光制御2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 学会等名
      第112回微小光学研究会「みらい微小光学」
    • 発表場所
      日本科学未来館
    • 年月日
      2009-05-19
  • [学会発表] 半導体キラルナノ格子を用いた円偏光発光素子2009

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭, 野村政宏, 熊谷直人, 渡邉克之, 岩本敏, 荒川泰彦, 五神真
    • 学会等名
      ナノ量子情報エレクトロニクス公開シンポジウム ナノ、量子、IT融合によるイノベーション創出~ナノ量子情報エレクトロニクス連携研究拠点の新展開~
    • 発表場所
      東大小柴ホール
    • 年月日
      2009-04-29
  • [学会発表] 人工キラル格子の光励起による三次元キラリティの発現2009

    • 著者名/発表者名
      神田夏輝、小西邦昭、五神真
    • 学会等名
      ナノ量子情報エレクトロニクス公開シンポジウム ナノ、量子、IT融合によるイノベーション創出~ナノ量子情報エレクトロニクス連携研究拠点の新展開~
    • 発表場所
      東大小柴ホール
    • 年月日
      2009-04-29
  • [図書] 応用物理(ナノ格子による巨大旋光性, 78号)2009

    • 著者名/発表者名
      小西邦昭、五神真
    • 総ページ数
      531-535
  • [図書] Optical Manipulation of Excitonic Particles into a quantum degenerate regime(Quantum Coherence in Solid State Systems, International School of Physics "Enrico Fermi", Course CLXXI, Vol.171)2009

    • 著者名/発表者名
      五神真
    • 総ページ数
      343-373
    • 出版者
      IOS press

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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