| 研究概要 |
本年度の研究目的は,GaAs/AlAs多重量子井戸に電場を印加し,重い正孔(HH)励起子-軽い正孔(LH)励起子などの分裂エネルギーを連続的に変化させ,励起子量子ビート-コヒーレント縦光学(L0)フォノン結合モードの電場依存性を明らかにすることである.また,GaAs/AIAs多重量子井戸中のコヒーレントL0フォノンから放射されるテラヘルツ電磁波の特性を調べることを目的としている.
時間分解ポンプ・プローブ分光法を用いて,GaAs/AIAs多重量子井戸に電場を印加した場合の励起子量子ビートーL0ォノン結合モードの振る舞いについて調べた.その結果,n=1電子(E1)とn=1重い正孔(HH1)間のE1-HH1励起子とE1-LH1励起子の間での励起子量子ビート,および,E1-HH1励起子とE1-HH2励起子の間での励起子量子ビートにおいて,電場印加と共に,その振動数が高振動数側にシフトすることを確認した.さらに,励起子量子ビートの振動数が,電場印加によってGaAs井戸層内のコヒーレントL0フォノンの振動数に近くなると,このコヒーレントL0フォノンの振幅が増幅されることを見出した.これは,励起子量子ビート-コヒーレントL0フォノン結合モードが生じているためと考えられる.
時間分解テラヘルツ電磁波測定法を用いることで,GaAs/AlAs多重量子井戸においてコヒーレントL0フォノンから高強度で単色性に優れたテラヘルツ電磁波が生じていることを見出した.このテラヘルツ電磁波は,GaAs基板に観測されるコヒーレントLフォノンからのテラヘルツ電磁波と比べて,強度で約100倍になっていることがわかった.さらに,励起光の励起エネルギー依存性および励起密度依存性などから,コヒーレントLO0フォノンは瞬間誘導ラマン散乱機構および内部電場の瞬間遮蔽によって生成されていると考えられる.
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