多体系における輻射場と物質場の量子制御

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06245208
• 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, 助教授 (70161809)
• 研究分担者: 秋山 英文 東京大学, 物性研究所, 助教授 (40251491) ; 島田 敏宏 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (10262148) ; 宮野 健次郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90167677) ; 花村 榮一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70013472)
• キーワード: 励起子 / 励起子分子 / 励起子超放射 / 位相共役波 / スクィーズド光 / 色素会合体 / 微小球 / ウィスパーリングギャラリーモード

研究概要

輻射場と多数の自由度を持つ凝縮系を強く結合させた場合に生じる非線形光学現象や巨視的な量子光学現象について次の項目について研究を進め成果を得た。
(1)色素分子凝縮系:分子の配列構造によって決まる励起子系のコヒーレンスの違いを明らかにした(宮野)。
(2)高密度素励起系:半導体の励起子共鳴励起によって生じる電子相の転移をフェムト秒分光法によって実験をすすめた(五神)。現在理論的との比較を進めている。また、量子凝縮した励起子系に特異な伝播現象を励起子ポ-ズ凝縮との関連で議論した(花村)。
(3)閉じ込め法の検討(五神):ガラス微小球の実験をすすめ、共振器Q値で107以上のものが得られるようになった。現在これと原子系あるいは分子系との結合をとる実験の準備を進めている。
(4)コヒーレントな電子励起と輻射場の相互作用:励起子が共振器-ポラリトンを形成した場合の非線形光学応答を波長選択4光波混合分光法によって調べた。その結果特異な偏光依存性を見いだした。これは共振器ポラリトンのパラメトリック散乱として記述できることが明らかになり、またこれから励起子非調和性についての微視的な情報が得られた(五神)。量子細線、量子井戸に閉じ込められた励起子の輻射緩和について詳しい考察が行われた(秋山)。励起子系と制御された輻射場の相互作用について量子論的な理論を構築した(花村)。有機分子系での相互量子制御の手段として有機エピタキシャル成長法による、分子系配列制御について検討を進めた(島田)。

研究成果

• [文献書誌] S.Mazumdar: "A New Class of Collective Excitations:Exciton Strings" THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS. 104・23. 9283-9291 (1996)
• [文献書誌] S.Mazumdar: "Exciton-to-biexciton transition in quasi-one-dimensional organics" THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS. 104・23. 9292-9296 (1996)
• [文献書誌] Masahito Ueda: "Synchronous Collapses and Revivals of Atomic Dipole Fluctuations and Photon Fano Factor beyond the Standard Quantum Limit" PHYSICAL REVIEW LETTERS. 76・12. 2045-2048 (1996)
• [文献書誌] 五神真: "Whispering Gallery Modeによるポリマーマイクロフォトニクス" 高分子. 45・2. 101-101 (1996)
• [文献書誌] 五神真: "微小球による輻射場の量子制御" 応用物理. 65・9. 950-954 (1996)
• [文献書誌] E.Hanamura: "Phase-conjugated signal induced and enhanced by weak localization of excitonic polarions" Physical Review B. 54・16. 11219-11223 (1996)
• [文献書誌] J.Inoue and E.Hanamura: "Theorecical Study on Anomalous Exciton Transport" Solid State COmmn.99・8. 547-554 (1996)
• [文献書誌] A.Suzuki: "Patterning of epitaxial organic films by selective epitaxial growth" Jpn.J.Appl.Phys.35. L254-L257 (1996)
• [文献書誌] T.Shimada: "Epitaxial Growth of metal phthalocyanines on hydrogen terminated vicinal surfaces of Si(111)" Appl.Phys.Lett.68. 2502-2504 (1996)
• [文献書誌] T.Someya: "Enhanced Binding Energy of One-Dimensional Excitons in Quantum Wires" Phys.Rev.Lett.76・16. 2965-2968 (1996)
• [文献書誌] H.Akiyama: "Dimensional Crossover and Confinement-induced Optical Anisotropy in GaAs T-shaped Quantum Wires" Phys.Rev.B. 53・16. R10520-R10523 (1996)
• [文献書誌] H.Akiyama: "Concentrated oscillator strength of one-dimensional excitons in quantum wires.observed with photoluminescence excitation spectroscopy" Phys.Rev.B. 53・24. R16160-R16163 (1996)