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2012 年度 実績報告書

強相関電子材料における光テラヘルツ波機能の創製

研究課題

研究課題/領域番号 22246043
研究機関大阪大学

研究代表者

斗内 政吉  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 教授 (40207593)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード強相関電子材料 / テラヘルツ
研究概要

本年度は、高強度のTHzパルスをYBCO薄膜およびNbN薄膜に照射することにより、光励起ではなく電界効果による超伝導電子対破壊が起こっていることを実験的に確認した。パルス波面傾斜法により発生させた、高強度THz波を用いたTHz時間領域分光法により、LSAT基板上に成膜したYBCO薄膜およびMgO基板上のNbN薄膜を測定した。THzパルスのピークにおける電界強度E0~30kV/cm、中心周波数は0.35THzである。転移温度Tcより高い130Kでは電界強度依存性は見られないが、Tc以下の34Kでは明らかに電界効果による透過率の変化が見られた。この透過波形から複素伝導度を計算し、2流体モデルを用いて超伝導電子と常伝導電子の比率を計算した結果、電界が増加するに従い超伝導電子の比率が減少しており、電界効果による電子対破壊が起こっていることを明らかにした。
また、本年度はCE型反強磁性体であるMn系酸化物Pr0.5Sr0.5MnO3(PSMO)薄膜を作製し、まずそのテラヘルツ帯における伝導度をテラヘルツ時間領域分光法で計測した。PCMO(110)薄膜をLSAT(110)基板上にレーザーアブレーション法を用いて作成し、透過スペクトルの温度変化を計測した。このとき、さらにテラヘルツ波の偏光面が[1-10]方向に対して0度、45度、90度の方向の時のスペクトルを測定し、それぞれ比較した。その結果、偏光方向が[1-10]方向の時の光学伝導度は、通常の金属と同様Drude的なスペクトルが特に100K以下の低温領域で顕著に見られたが、90度傾けた[001]方向の時は、約4meV程度にピークのある、非Drude的な振る舞いが見られた。これは、同一薄膜内において、金属的な伝導から絶縁体的な伝導へのクロスオーバーが起こっている事を示唆するものである。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Tunable narrowband terahertz generation in lithium niobate crystal using a binary phase mask2013

    • 著者名/発表者名
      Caihong Zhang
    • 雑誌名

      Optics Letter

      巻: 38 ページ: 953-955

    • DOI

      10.1364/OL.38.000953

    • 査読あり
  • [雑誌論文] テラヘルツ波光源走査イメージングシステムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      芹田和則
    • 雑誌名

      日本赤外線学会論文誌

      巻: 23 ページ: 6 -12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sub-diffraction thin-film sensing with planar terahertz metamaterials2012

    • 著者名/発表者名
      W. Withayachumnankul
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 3345–3352

    • DOI

      10.1364/OE.20.003345

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bandwidth tunable THz wave generation in large-area periodically poled lithium niobat2012

    • 著者名/発表者名
      Caihong Zhang
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 8784-8790

    • DOI

      10.1364/OE.20.008784

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning laser terahertz near-field imaging system2012

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Serita
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 12959-12965

    • DOI

      10.1364/OE.20.012959

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributed source model for the full-wave electromagnetic simulation of nonlinear terahertz generation2012

    • 著者名/発表者名
      Christophe Fumeaux
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 18397-18414

    • DOI

      10.1364/OE.20.018397

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz generation by optical rectification in lithium niobate crystal using a shadow mask2012

    • 著者名/発表者名
      Yuri Avestisyan
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 ページ: 25752-25757

    • DOI

      10.1364/OE.20.025752

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of a polycrystalline silicon solar cell using a Laser Terahertz Emission Microscope2012

    • 著者名/発表者名
      H. Nakanishi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 5 ページ: 112301-1-3

    • DOI

      10.1143/APEX.5.112301

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザー走査型テラヘルツ波2次元面放射イメージングシステム2012

    • 著者名/発表者名
      芹田和則
    • 雑誌名

      レーザー学会学会誌 レーザー研究

      巻: 40 ページ: 496-501

    • 査読あり
  • [学会発表] レーザー走査テラヘルツイメージングシステム2013

    • 著者名/発表者名
      K. Serita
    • 学会等名
      第三回高強度レーザー施設共用促進セミナー “テラヘルツ分析の基礎と応用(2)”
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター
    • 年月日
      20130308-20130308
  • [学会発表] Imaging of Graphene Films on Indium Phosphide with Laser THz Emission Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Sano
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Terahertz Nanoscience
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      20121210-20121212
  • [学会発表] レーザー走査型THz波放射イメージングシステムによる毛髪のTHz分光イメージング評価2012

    • 著者名/発表者名
      K. Serita
    • 学会等名
      日本分光学会 テラヘルツ分光部会 シンポジウム
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      20121025-20121026
  • [学会発表] レーザー走査型テラヘルツ波放射イメージングシステム2012

    • 著者名/発表者名
      K. Serita
    • 学会等名
      テラヘルツ技術研究会
    • 発表場所
      NICT沖縄
    • 年月日
      20120706-20120706
  • [学会発表] ダイナミックテラヘルツ放射顕微鏡によるGaAs光スイッチ中の超高速キャリアダイナミクス評価2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Maekawa
    • 学会等名
      テラヘルツ技術研究会
    • 発表場所
      NICT沖縄
    • 年月日
      20120706-20120706
  • [学会発表] Scanning Laser Terahertz Near-field Imaging System2012

    • 著者名/発表者名
      K. Serita
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Terahertz Nanoscience
    • 発表場所
      the Okinawa Electromagnetic Technology Center
    • 年月日
      20120704-20120705
  • [学会発表] Terahertz Emission From BiFeO3 Thin Films2012

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      4th International Conference "Smart Materials, Structures and Systems"
    • 発表場所
      Tuscany, Italy
    • 年月日
      20120614-20120614
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding the Nature of Ultrafast Polarization Dynamics of Ferroelectric Memory in the Multiferroic BiFeO32012

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systemsw
    • 発表場所
      Luft Montecatini Terme
    • 年月日
      20120610-20120614
    • 招待講演
  • [学会発表] Intense-THz-Field Response of YBa2Cu3O7-δ Thin Films2012

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      11th International Symposium on High Temperature Superconductors
    • 発表場所
      Miyagi, Japan
    • 年月日
      20120529-20120601
    • 招待講演
  • [学会発表] Narrowband THz Wave Generation by Optical Rectification in Large-Area PPLN2012

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics
    • 発表場所
      San Jose, CA, USA
    • 年月日
      20120506-20120511
  • [学会発表] Band-tunable THz time domain source for device evaluation2012

    • 著者名/発表者名
      Caihong Zhang, Yuri Avetisyan, and Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      Semiconductor Sources and Detectors of THz radiation
    • 発表場所
      Hotel Montana in Tignes, France
    • 年月日
      2012-04-25

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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