研究課題
1. 擬一次元有機伝導体(TMTTF)2BF4について、光励起-テラヘルツ波発生プローブ測定を行い、電荷秩序の超高速ダイナミクスを調べた。巨視的な電子型強誘電分極が反平行ドメイン壁を形成する場合にのみ、光励起によりコヒーレント振動(周期~4ピコ秒)が生じることを見出した。このことは、電子集団により生じたドメイン壁が共鳴周波数を持つことを示唆している。2. 傾斜パルス法による高強度テラヘルツ波光源の開発と最適化を進め、500kV/cmの強電場印加と、偏光操作が行えるようになった。この光源を用いて、鉄酸化物の電子型強誘電体についてテラヘルツポンプ-光第二高調波発生(SHG)プローブ実験を進めた。(a)平衡状態では分極がゼロの結晶方位に電場印加することで、自発分極に匹敵する大きさの分極を創り出すことに成功した。過渡分極は印加電場波形の4乗に追随して変化しており、大きな非線形性と超高速応答を示すことが解った。(b)自発分極によるSHGを電場変調することに成功した。電場強度に対するSHG変化率は他の強誘電体と比べ桁違いに大きく、電子型強誘電分極が俊敏(ピコ秒未満)な電場応答を示すことが解った。観測された超高速ダイナミクスは、印加電場の単純な定数倍では説明できず、新奇な非線形光学応答を反映している可能性がある。3. 典型的な電子型強誘電体α-(ET)2I3の成長条件の最適化が進み、高品質かつ大型の結晶が得られるようになった。脆弱微小試料の適用に適合させた高感度焦電流測定装置を作製・完成した。本装置では試料温度を周期変調して焦電流を交流測定しており、焦電係数決定には試料温度の動的理解が必要となる。この熱解析のため一次元多層熱拡散モデルを構築し、標準試料の測定結果に適用して文献値と合理的に一致する結果を得た。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nature Communications
巻: 11 ページ: 4138
10.1038/s41467-020-17776-3
http://femto.phys.tohoku.ac.jp/
