高強度テラヘルツ光によるコロイド半導体ナノ粒子の発光明滅現象の解明と制御

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760042
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 廣理 英基 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 准教授 (00512469)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: THz分光 / 非線形分光 / 高強度THz発生 / 半導体光物性 / 量子井戸 / 量子ドット

研究概要

本研究は、光電子デバイスへの応用が期待される半導体量子ドット・井戸試料に対し、THzパルスを用いた発光現象の解明および制御法の確立を目的としている。高密度励起状態において荷電励起子が生成されることを明らかにし、従来OFF状態の生成にはオージェ過程が必要とされる定説を覆す結果を得た。OFF状態は励起キャリアが不純物準位に束縛されることが原因の1つと考えられている。また、GaAs量子井戸における不純物準位に対しTHz非線形光学応答の観測を行い、従来の光学的手法では観測できなかった高品質GaAs量子井戸における束縛キャリアの存在を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Terahertz-induced optical emission of photoexcited undoped GaAs quantum wells (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shinokita, H. Hirori, K. Tanaka, T. Mochizuki, C. Kim, H. Akiyama, L. N. Pfeiffer, and K. W. West
  • 雑誌名: Physical Review Letters誌 巻: 111巻 ページ: 067401-1-067401-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field ionization of gallium acceptors in germanium induced by single-cycle terahertz pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mukai, H. Hirori, K. Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review B Rapid Communications誌 巻: 87巻 ページ: 201202-1-201202-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biexciton state causes photoluminescence fluctuations in CdSe/ZnS core/shell quantum dots at high photoexcitation densities (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshikawa, H. Hirori, H. Watanabe, T. Aoki, T. Ihara, R. Kusuda, C. Wolpert, T. K. Fujiwara, A. Kusumi, Y. Kanemitsu, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 88巻 ページ: 155440-1-155440-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-power THz pulse generation and nonlinear THz spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shinokita, H. Hirori, K. Tanaka, T. Mochizuki, C. Kim, H. Akiyama, L. N. Pfeiffer, K. W. West.
  • 雑誌名: Proceedings of the International Society for Optics and Photonics (SPIE) 巻: 8604巻 ページ: 86040B(全5頁)
• [雑誌論文] Nonlinear optical phenomena induced by intense single-cycle terahertz pulses (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Hirori, K. Tanaka.
  • 雑誌名: IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics誌 巻: 19巻 ページ: 8401110(全10頁)
• [雑誌論文] Single-cycle terahertz pulses with amplitudes exceeding 1 MV/cm generated by optical rectification in LiNbO3 and applications to nonlinear optics (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Hirori, K. Tanaka
  • 雑誌名: Proc. SPIE誌 巻: 8240巻 ページ: 82400B
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高強度THzパルスで誘起する非線形光学現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣理英基,田中耕一郎
  • 雑誌名: 応用物理学会誌(解説) 巻: 81巻第4号 ページ: 291-297
  • 査読あり
• [学会発表] 超高強度THz光源の開発とTHz非線形分光、応用物理学会 (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣理英基、田中耕一郎
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] CdSe/ZnS単一量子ドットにおける高強度励起下でのトリオン生成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川尚孝,廣理英基,渡邊浩,青木隆朗,Christian Wolpert,田中耕一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] 希土類オルソフェライトHoFeO3における高強度テラヘルツ磁場誘起マグノン生成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 向井佑,廣理英基,山本隆文,陰山洋,田中耕一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] GaAs量子井戸の励起子内部準位における過渡的ACシュタルク効果の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内田健人,廣理英基,篠北啓介,望月敏光,金昌秀,吉田正裕,秋山英文,L.N.Pfeiffer,K.W.WestE,田中耕一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] High-power Terahertz Pulse Generation and Application to Nonlinear THz Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Hirori, K. Tanaka
  • 学会等名: Nonlinear Optics
  • 発表場所: The Fairmont Orchid, Kohala Coast, Hawaii (アメリカ)
  • 年月日: 20130722-26
• [学会発表] High-power Terahertz Pulse Generation and Application to Nonlinear THz Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Hirori, K. Tanaka
  • 学会等名: The 18th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures (EDISON18)
  • 発表場所: くにびきメッセ,松江市,島根県(日本)
  • 年月日: 20130722-26
• [学会発表] Photoluminescence Flash Induced by Intense Single-Cycle Terahertz Pulses in Undoped GaAs Quantum Wells (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shinokita, H. Hirori, K. Tanaka,T. Mochizuki, H. Akiyama, K. W. West, L. N. Pfeiffer
  • 学会等名: CLEO-PR & OECC/PS 2013
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto
  • 年月日: 20130630-0704
• [学会発表] Dynamics of Optically Excited Carriers under Intense Terahertz Pulse in GaAs Quantum Wells (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shinokita, H. Hirori, T. Mochizuki, H. Akiyama, L. N. Pfeiffer, K. W. West, and K. Tanaka
  • 学会等名: International Workshop on Optical Terahertz Science and Technology 2013(OTST2013)
  • 発表場所: Kyoto Terssa, Japan
  • 年月日: 20130401-05
• [学会発表] 超高強度THz光源の開発と非線形光学現象への応用に関する研究(第7回日本物理学会若手奨励賞受賞記念講演) (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣理英基
  • 学会等名: 第68回日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学、東広島市
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] High-power THz pulse generation and nonlinear THz spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Hirori, K. Tanaka
  • 学会等名: 2013 Photonics West
  • 発表場所: The Moscone Center, San Francisco (アメリカ)(8604-10)
  • 年月日: 20130202-07