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研究目的:半導体中の励起子(電子-正孔対)dressed stateが起こす光シュタルク効果に注目し、さらにその量子ドット中における増強効果や特有のメカニズムを明らかにする。
研究計画と結果
(1) 赤外ポンプ-紫外プローブの測定系の構築
年度始めに再生増幅器を取り換え、第一塩化銅CuClの1s-2p遷移エネルギー領域で出力10μJ/pulseの高強度を得るようにした。また、スペクトル幅も約3meVと狭くなり、サイズ選択励起により適したレーザーシステムとなった。しかし、新しいレーザーシステムの不具合が相つぎ研究を進めることができなかった。現在まで継続して光学系の構築を行っている最中である。
(2) CuCl量子ドット及びCuClバルク単結晶の作製
横型ブリッジマン法によるNaCl単結晶中のCuCl量子ドットの作製を行った。いくつかのアニール条件下で実験し、平均半径3nmの量子ドットは作製方法を確立できた。この過程で作製した試料については、量子ドット集合系からの励起子分子からの増幅自然放出及び超蛍光の研究や励起子一重項一三重項状態の混成効果など、励起子に関する様々な研究にも使用し、成果を得ている。一方、気相成長法によるCuCl単結晶作製については、真空蒸留とゾーンメルティング法の確立により原料の純化が行えるようになったが、光学測定に適するほどの大きな結晶を得ることはできていない。成長条件の最適化が課題として残っている。
(3) 光シュタルク効果の検出
前述のように測定系が未完成であるため、研究を進めることができなかった。
(4) その他の関連研究
CuCl量子ドットにおいて、励起子分子発光からの増幅自然放出から超蛍光への移行過程を捉えた。また、新しい材料として、これまで精密な光学測定が行われていないSiCナノ構造における励起準位の研究を行った。
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