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2018 年度 実施状況報告書

高強度テラヘルツ波を用いた熱の固有状態の波動制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K18765
研究機関立命館大学

研究代表者

是枝 聡肇  立命館大学, 理工学部, 教授 (40323878)

研究分担者 藤井 康裕  立命館大学, 理工学部, 助教 (50432050)
野竹 孝志  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (70413995)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワード第二音波 / 量子常誘電体 / テラヘルツ波 / ソフトモード
研究実績の概要

本研究では,近年分担者らによって開発が進められている高強度テラヘルツ波光源の同調可能範囲(約 1~3 THz)が低温領域でのソフトモードの周波数域をカバーできることに着目し,高強度テラヘルツ波レーザーによって赤外活性なソフトモードを共鳴励起して,その状態密度を人為的に増大させ,熱励起下では実現が困難な熱波動(第二音波)の理想的な存在条件を引き出すことを計画している.平成30年度は前年度に引き続き,立命館大学グループと理研テラヘルツ光源開発グループとの間の研究打合せを進め,量子常誘電体におけるソフトモード誘起型第二音波の物理的機構,および可搬型テラヘルツ光源の性能と開発状況について情報共有を行った.
チタン酸ストロンチウムはテラヘルツ波に対して大きな屈折率を示すことから,真空中からのテラヘルツ波入射において大きなフレネル反射率を持つことが大きな問題の一つであった.そこで,シリコンのウェハとチタン酸ストロンチウムを接触させ,反射防止膜の原理により,特定の周波数のテラヘルツ波の反射率を抑制することを計画し,この実験を行った.その結果,設計周波数において反射率をほぼゼロとすることに成功した.この結果は量子常誘電体チタン酸ストロンチウムに対して,反射のロスなくテラヘルツ光を入射できることを示しており,ソフトモードフォノンを従来よりもはるかに効率よく強制振動できることが期待される.このことは,極低温下でソフトモード誘起型第二音波をエンハンスできる可能性を確認できたものと認識している.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

チタン酸ストロンチウムはテラヘルツ波に対して大きな屈折率を示すことから,真空中からのテラヘルツ波入射において大きなフレネル反射率を持つことが大きな問題の一つであった.そこで,シリコンのウェハとチタン酸ストロンチウムを接触させ,反射防止膜の原理により,特定の周波数のテラヘルツ波の反射率を抑制することを計画し,この実験を行った.その結果,設計周波数において反射率をほぼゼロとすることに成功した.この結果は量子常誘電体チタン酸ストロンチウムに対して,反射のロスなくテラヘルツ光を入射できることを示しており,ソフトモードフォノンを従来よりもはるかに効率よく強制振動できることが期待され,極低温下でソフトモード誘起型第二音波をエンハンスできる可能性を確認できたものと認識している.

今後の研究の推進方策

シリコンのウェハとチタン酸ストロンチウムを接触させ,反射防止膜の原理により,特定の周波数のテラヘルツ波の反射率を抑制することに成功したので,今後は周波数を変化させた場合にも反射防止の効果が得られるように,シリコンウェハの厚さを傾斜させるか,区域ごとに厚さを変えて研磨したものを用意して実験すること,などを計画している.また,テラヘルツ波の入射時にソフトモードが励振されていれば,過渡的に中心対称性が失われているはずであり,このことによって,光第二高調波発生が起こること考えられる.そこで,1064nmの近赤外光を入射し,その第二高調波である532nmの緑色光を検出する実験を計画している.また,ソフトモードの状態密度の上昇をハイパーラマン散乱法を用いて確認することを計画している.

次年度使用額が生じた理由

ラマン分光器用回折格子の納期がメーカー都合で遅れ,平成30年度内に間に合わなかった為.

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Hallym Univ./Ulsan National Inst. of Sci. and Tech.(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Hallym Univ./Ulsan National Inst. of Sci. and Tech.
  • [雑誌論文] Structural variations and dielectric properties of (Bi_{1-x} La_x)_2 SiO_5 (0<=x<=0.1): Polycrystallines synthesized by crystallization of Bi-Si-O and Bi-La-Si-O glasses2018

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Hiroki、Tatewaki Shingo、Yasui Shintaro、Fujii Yasuhiro、Yamaura Jun-ichi、Terasaki Ichiro
    • 雑誌名

      Physical Review Materials

      巻: 2 ページ: 045603/1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevMaterials.2.045603

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single Crystal Growth of Sillen-Aurivillius Perovskite Oxyhalides Bi4NbO8X (X = Cl, Br)2018

    • 著者名/発表者名
      Zhong Chengchao、Kato Daichi、Takeiri Fumitaka、Fujii Kotaro、Yashima Masatomo、Nishiwaki Emily、Fujii Yasuhiro、Koreeda Akitoshi、Tassel Cedric、Abe Ryu、Kageyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Inorganics

      巻: 6 ページ: 41~41

    • DOI

      10.3390/inorganics6020041

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Y3Fe5O12におけるフォノン・マグノン・ラマン散乱2019

    • 著者名/発表者名
      徐維宏, 吉瀬みのり, 藤井康裕, 是枝聡肇, 佐藤琢哉
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] α-水晶に対する円偏光ラマン散乱分光2019

    • 著者名/発表者名
      大石栄一, 藤井康裕, 是枝聡肇
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] アルミン酸ランタンの菱面体晶単一ドメインに関する偏光角度分解ラマン分光2019

    • 著者名/発表者名
      藤井康裕, 是枝聡肇
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 量子常誘電体における熱波動に対する過渡的熱グレーティング分光II2019

    • 著者名/発表者名
      岡田貴裕, 吉藤慧, 藤井康裕, 是枝聡肇, 野竹孝志, 南出泰亜
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 極低温におけるリラクサー強誘電体のブリルアン散乱分光2019

    • 著者名/発表者名
      門野広大, 藤井康裕, 是枝聡肇
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] 外部電場を印加したPMN-PTのブリルアンスペクトルの測定2019

    • 著者名/発表者名
      井上輝太, 阿部耕太郎, 是枝聡肇, 藤井康裕
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] ブリルアン散乱分光によるPb(Sc1/2Ta1/2)O3セラミクスのフォノンダイナミクスの研究2018

    • 著者名/発表者名
      麻生太郎 , 藤井康裕, 是枝聡肇, Oh Soohan, Ko Jae-Hyeon, Hong Chang-Hyo, Jo Wook
    • 学会等名
      第39回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [学会発表] アモルファス酸窒化シリコン薄膜の音速の温度依存性:ゼロ温度係数の実現2018

    • 著者名/発表者名
      坪井誠也, 荻博次, 長久保白, 松田聡, 壁義郎, 是枝聡肇, 藤井康裕
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 機能性材料に対する先端的光散乱分光2018

    • 著者名/発表者名
      是枝聡肇,藤井康裕
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 偏光角度分解ラマン分光によるリラクサーPMN-PT のフォノンダイナミクス評価2018

    • 著者名/発表者名
      藤井康裕,白鳥克哉,麻生太郎,阿部耕太郎,是枝聡肇
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Circularly-polarized Raman spectroscopy on NaClO3 single crystals with opposite chiralities2018

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Oishi, Yasuhiro Fujii, Akioshi Koreeda, Hiroyasu Katsuno, and Toshitaka Nakada
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient thermal grating spectroscopy for thermal waves in quantum-paraelectric SrTiO32018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Okada, Satoshi Yoshifuji, Yasuhiro Fujii, and Akitoshi Koreeda
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 国際学会
  • [学会発表] Anomalies of acoustic phonon and central peak in ordered and disordered Pb(Sc1/2Ta1/2)O3 ceramics probed by Brillouin scattering2018

    • 著者名/発表者名
      T. Aso, Y. Fujii, A. Koreeda, S. H. Oh, J.-H. Ko, C.-H. Hong and W. Jo
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 国際学会
  • [学会発表] Polarization-angle-resolved Raman analysis on local symmetry in 0.73PMN-0.27PT single crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Fujii, Katsuya Shiratori, T. Aso, K. Abe, and Akitoshi Koreeda
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 国際学会
  • [学会発表] External Electric-Field Effect on the Power-law Quasi-elasticLight-scattering Spectra of PZN-PT2018

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, Y. Fujii, A. Koreeda, Y. Kaiden and M. Iwata
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 国際学会
  • [学会発表] Polarization-angle-resolved Raman spectroscopy on Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-8%PbTiO3 under external electric field2018

    • 著者名/発表者名
      K. Shiratori, T. Aso, K. Abe, Y. Fujii, A. Koreeda, Y. Kaiden and M. Iwata
    • 学会等名
      12th Japan-Korea Conference on Ferroelectrics
    • 国際学会
  • [学会発表] Polarization-Angle-Dependent Raman Spectroscopy on PMN-PT2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujii, K. Abe, and A. Koreeda
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM Joint Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Brillouin Light-Scattering Studies of Ordered and Disordered Lead Scandotantalate Ceramics2018

    • 著者名/発表者名
      T. Aso, A. Koreeda, S. H. Oh, J.-H. Ko, C.-H. Hong and W. Jo
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM Joint Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Broadband Light-Scattering Study on PZN-PT under External Electric Field2018

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, Y. Fujii, A. Koreeda, Y. Kaiden and M. Iwata
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM Joint Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Light Scattering Study on Sodium Chlorate2018

    • 著者名/発表者名
      E. Oishi, Y. Fujii, A. Koreeda, H. Katsuno and T. Nakada
    • 学会等名
      2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM Joint Conference
    • 国際学会
  • [備考] 立命館大学 是枝研究室

    • URL

      http://www.kore-lab.org/

  • [備考] 是枝 聡肇のホームページ(仮題)

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/~kore/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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