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

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K14632
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
• 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 / 非線形光学 / 超高速現象

研究成果の概要

本研究課題では、金属相や相転移を示す材料の相転移点近傍での、高強度光駆動によって誘起される電子ダイナミクスおよび非線形光学応答の理解を目指した。この目的のため温度依存性を測定可能な反射型高次高調波検出系を構築し、モット絶縁体や電荷秩序系における高次高調波の特性を調べた。結果としてモット絶縁体Ca2RuO4では、モットギャップに対して指数関数的に高次高調波発生効率が増大する特異な法則が存在することを発見した。このことは非線形光学特性に電子相関の効果が大きく寄与することを示している。

自由記述の分野

光物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

非線形光学応答は、量子光学や生体イメージングなどの基礎研究、光ゲートやレーザーポインターなどの応用など広く利用されておりその基礎物理的な理解は重要である。特に申請者は、レーザー光強度が極端に強い際に生じる非線形光学応答をこれまで良く調べられていなかった強相関電子系と呼ばれる物質群で調べた。結果としてこれまで研究されてきた物質とは異なる特異な振る舞いを非線形光学応答が示し、シンプルな法則に従うことを明らかにした。このことは、新しい非線形材料の設計指針などを与える可能性がある。