2021 年度研究成果報告書

フェムト秒顕微過渡吸収測定法によるペロブスカイト結晶中の励起子ポラリトン挙動解明

研究課題

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研究課題/領域番号	19K05190
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分28010:ナノ構造化学関連
研究機関	徳島大学
研究代表者	片山哲郎徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (80592360)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	ハロゲン化鉛ペロブスカイト / 顕微過渡吸収分光 / 励起子ポラリトン
研究成果の概要	ハロゲン化鉛ペロブスカイト結晶を対象とし、時・空間分解能を有するフェムト秒顕微過渡吸収分光手法と偏光解消実験を組み合わせ、光生成するホットキャリアおよび励起子ポラリトン状態の時空間ダイナミクスを測定し、その物理化学的な性質を明らかにした。実験では我々の有する既存の計測装置に本研究費で購入したBBO闕所を含む消耗品により非同軸パラメトリック発振器を自作し、①波長可変、単一波長の過渡吸光度イメージング計測、②スーパーコンティニューム光による顕微過渡吸収スペクトル計測、の二点を計測できるように構築し、ハロゲン化鉛ペロブスカイト結晶のキャリア分布と電子スペクトル形状変化を解明にした。
自由記述の分野	光化学、物理化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	顕微過渡吸収スペクトル計測において観測光の偏光を結晶軸に対して垂直および平行条件で計測した場合、過渡吸光度スペクトルに明確な偏光依存性があった。この結果は励起直後の電子状態から強く偏光に依存性を示す電子状態が存在しており、この結果から励起ポラリトンが初期の電子状態に含まれていることが明らかとなった。本研究成果は誘導放出増幅に対する知見だけでなく、励起子ポラリトンを利用した次世代型光電変換系の材料設計指針を提出する上でも重要である。