光で誘起される電子的および磁気的秩序に関する理論的研究

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23427
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 田中 康寛 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (50541801)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2021-03-31
• キーワード: 光誘起相転移 / 励起子絶縁体 / スピン軌道相互作用

研究成果の概要

光照射によって物質が持つ電子的、磁気的な秩序が増強されたり生成されたりする新しいタイプの光誘起相転移について理論的研究を行った。具体的には、励起子絶縁体(伝導帯と荷電子帯の混成により励起ギャップが開いた絶縁体)における光照射による励起子秩序の増大と、スピン軌道相互作用のある電子系における円偏光誘起磁化について、時間依存シュレディンガー方程式やフロケ理論を用いた解析で調べた。その結果から、それぞれの物理的機構を明らかにし、実験での観測可能性について議論した。

自由記述の分野

物性理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

固体における光誘起相転移研究では、近年光技術の進展に伴い多くの新しい現象が発見されている。本研究では、そのような現象のうちのいくつかに着目し、その物理的起源を明らかにすることを目的とした理論構築を行った。これにより、光照射によって固体の持つ様々な秩序が増大したり生成したりするといった、これまでにないタイプの光誘起相転移が起こる機構を理解することができた。得られた研究成果は、光と物質の相互作用による新しい現象への理解を得るという学術的意義のみならず、将来的に物質の機能制御に向けた応用への道を拓くという意味でも重要な知見であると考えられる。