| 研究概要 |
【本年度の成果】半導体超格子の成長軸方向に沿って伝播するコヒーレント電荷振動や光学フォノン振動発生の鍵は、フェムト秒光パルス照射で生ずるキャリアによる内部高電場の急激な遮蔽にある。本年度成果の第一は、超格子がpinダイオード内に作製されているか,あるいは表面空乏層を有する場合を想定して、強電場下の超高速ポンプープローブ励起への電場効果を明らかにしたことにある。研究の中心は半導体ブロッホ方程式の数値解析に基づいた透過スペクトル変化の計算においた。その結果、ポンプパルス幅とプローブパルス幅の変動が、それぞれ透過スペクトルに振動構造と電場アシストのキャリア発生による低エネルギー側へのピークシフトを生み出すことを予測できた。この振動構造はフランツーケルディッシュ振動に対応することが判明している。本研究の主課題である半導体超格子における光パルス励起によるコヒーレント集団励起、つまり、コヒーレントフォノンープラズモン結合振動の問題については、非局所誘電応答理論をベースに調べている。多数のミニバンドを含むミニバンド内集団励起の計算から、キャリア数の増加に伴う上位ミニバンド占有効果がプラズマ周波数に不連続な変化を誘起することを見い出した。フェムト秒光反射電気光学サンプリング法による光学フォノンの遮蔽の観測やコヒーレント振動に伴うテラヘルツ(THz)電磁波の発生・消失の測定結果との絡みで、このミニバンドプラズモンの離散的挙動(ミニバンド状態から量子井戸状態への転移によるコヒーレント振動の消失)は非常に興味がもたれる。
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