| 研究課題/領域番号 |
18K14155
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
五月女 真人 国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 研究員 (40783999)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 太陽電池 / 光電流 / テラヘルツ / 光検出器 / シフト電流 / 超高速ダイナミクス / 非線形光学 / 光整流効果 |
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| 研究成果の概要 |
最近、光電流を光子吸収に伴う電子雲のコヒーレントなシフトから記述するシフト電流の理論が発展して、太陽電池・光検出器などへの応用が期待されている。その量子力学的超高速ダイナミクスや伝播を定量評価するため、極低温環境(2K)で不純物による散逸を最小限にできる化合物半導体CdS単結晶にフェムト秒レーザーパルスを照射し、過渡的光電流の時間変化に対応して放射されるテラヘルツ電磁波を観測した。励起子励起・バンドギャップ励起でのシフト電流ダイナミクスやその励起光子エネルギー依存性を定量評価した。最新のシフト電流の理論を励起子励起においてはじめて実験検証した。
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| 自由記述の分野 |
物性物理
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
最新のシフト電流の理論を励起子励起においてはじめて実験検証したものである。また、シフト電流の第一原理計算を比較することにより、励起子励起・伝導帯励起によるシフト電流が実際には、スピン軌道相互作用に大きな影響を受けていることが明らかになった。スピン軌道相互作用は従来のシフト電流の理論ではほとんど取り入れられておらず、本実験研究の結果はシフト電流の学術理論を発展させるものである。
また、近年急速に進歩している有機型・ペロブスカイト型太陽電池では光吸収が励起子的性質を強く持つことが知られている。本研究はこれらの新型太陽電池の研究を加速させるものである。
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