• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実施状況報告書

金属相および相転移点近傍における高次高調波を用いた非平衡電子状態の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K14632
研究機関京都大学

研究代表者

内田 健人  京都大学, 理学研究科, 特定助教 (40825634)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード高次高調波発生 / 極端非線形光学
研究実績の概要

本年度は、前年度に構築した低温での反射型高調波測定が可能な光学系において、金属や強相関物質の高次高調波測定を行った。
モット絶縁体Ca2RuO4における高次高調波の温度依存性を詳細に調べることで、Ca2RuO4において高調波発生効率がギャップエネルギーと放射エネルギーに関するシンプルなスケール則が存在することを見出した。半導体試料では同様の温度依存性が観測されないことから、強相関電子系ならではの複数秩序の競合により温度変化とともに電子構造が大きく変化していることが高調波発生に寄与していると考えられ、従来の高次高調波研究では実験的に明らかでなかった強相関電子系における高調波の性質を明らかにすることができた。
また、共同研究者とともにTiおよびTi合金における高次高調波発生を観測し、材料の組成に応じて高調波の結晶方位依存性が変化することを明らかにした。
加えて、本年度はサブサイクル応答観測システムとTHz放射測定系の構築をすすた。サブサイクル応答観測システムでは、2fs以下のタイミングジッターでの高速な電子応答を観測することに成功している。また、共同研究者とともに中赤外光誘起THz放射系の構築を行い。THz放射を高次高調波とともに同一条件で観測可能にした。

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

当初の予定であった、サブサイクル応答観測用光学系とTHz放射測定系の構築を行い、中赤外電場駆動下の物質の電場周期より高速な応答と緩やかな応答の2つを観測可能にした。
加えて、モット絶縁体における高次高調波発生の測定によって、従来の半導体では観測されない高調波発生強度にスケール則が存在することを明らかにした。固体における高調波発生
では高調波特性と物性の明瞭な相関や関係はこれまで実験的に確認されておらず、本研究課題で発見したスケール則の起源が明らかになれば、強電場下での多電子ダイナミクスの理解につながると考えられる。
以上のことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

本年度に構築したサブサイクル応答観測系とTHz放射測定系を用いて、反転対称性の破れた物質系における2つの時間スケールでの電子ダイナミクスの観測を目指す。加えて、本年度新たに観測に成功したモット絶縁体におけるスケール則が、別の物質群においても成立するかを探索する計画である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Visualization of two-dimensional transition dipole moment texture in momentum space using high-harmonic generation spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Uchida K.、Pareek V.、Nagai K.、Dani K. M.、Tanaka K.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 103 ページ: 1~6

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.103.L161406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamical symmetry of strongly light-driven electronic system in crystalline solids2020

    • 著者名/発表者名
      Nagai Kohei、Uchida Kento、Yoshikawa Naotaka、Endo Takahiko、Miyata Yasumitsu、Tanaka Koichiro
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 3 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1038/s42005-020-00399-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Control of High-Harmonic Generation by Tuning the Electronic Structure and Carrier Injection2020

    • 著者名/発表者名
      Nishidome Hiroyuki、Nagai Kohei、Uchida Kento、Ichinose Yota、Yomogida Yohei、Miyata Yasumitsu、Tanaka Koichiro、Yanagi Kazuhiro
    • 雑誌名

      Nano Letters

      巻: 20 ページ: 6215~6221

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.0c02717

    • 査読あり
  • [学会発表] Ca2RuO4における高次高調波の温度依存性2021

    • 著者名/発表者名
      内田健人,Giordano Mattoni,成田秀樹,米澤進吾,中村文彦,前野悦輝,田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
  • [学会発表] LaMnO3における高次高調波発生2021

    • 著者名/発表者名
      中野愛子, 内田健人, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
  • [学会発表] 2次元半導体WSe2における高強度中赤外光誘起の励起子共鳴蛍光2021

    • 著者名/発表者名
      内田健人, 草場哲, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
  • [学会発表] Ti4O7における高次高調波の励起強度依存性2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺雅之, 内田健人, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
  • [学会発表] 共鳴励起高次高調波発生を利用した運動量空間中での遷移双極子モーメント構造の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      内田健人, Vivek Pareek, 永井恒平, Keshav. M. Dani, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
  • [学会発表] 高調波発生を用いた金属チタンにおける電子状態の異方性計測2021

    • 著者名/発表者名
      高階君佳, 内田健人, 田中耕一郎, 松永哲也, 御手洗容子, 金島圭佑, 武田淳, 片山郁文
    • 学会等名
      第68回応用物理学会 春季学術講演会
  • [学会発表] Photo-carrier doping effect on high-order harmonic generation in monolayer WSe22020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nagai, Kento Uchida, Satoshi Kusaba, Takahiko Endo,Yasumitsu Miyata, and Koichiro Tanaka
    • 学会等名
      IRMMW-THz 2020, Buffalo, New York, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] 薄層WSe2における高次高調波発生の光キャリアドーピング効果2020

    • 著者名/発表者名
      永井恒平,内田健人, 遠藤尚彦, 宮田耕充, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
  • [学会発表] Ti4O7における金属絶縁体転移に対する高次高調波の方位依存性の変化2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺雅之, 小西隆士, 内田健人, 田中耕一郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi