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2012 年度 実績報告書

デラフォサイト型銅酸化物における励起子の光学的シュタルク効果

公募研究

研究領域半導体における動的相関電子系の光科学
研究課題/領域番号 23104702
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

牧野 哲征  独立行政法人理化学研究所, 強相関界面デバイス研究チーム, 基幹研究所研究員 (70311363)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
キーワード励起子
研究実績の概要

デラフォサイト型銅酸化物CuScO2は、半導体層(Cu-O)と絶縁体層(Sc-O)からなる超格子構造を有する直接遷移型ワイドギャップp型半導体(バンドギャップ4.35 eV)であり、励起子(電子・正孔対)の結合エネルギーが非常に大きいという特徴がある。励起子準位に由来した1電子近似を超えた動的な効果がもたらす光学的な非線形性についてフェムト秒レーザーベースの時間分解差分透過率分光法を用いた検討を行なってきた。励起子の動的な効果とその他の外因的な効果を切り分けたより詳細な議論を可能にするためトライフェーズエピタキシー法を援用した測定試料(CuScO2)の改質を試みた。本法は、成長表面上でのビスマス系酸化物の固液共存相を経由した固化を利用した成長法である。改質の試行の結果、薄膜内の欠陥構造もしくは析出物の密度を有意の差を以て減らすことに成功し、低温での鋭い紫外バンド端発光の観測に至った。これはp型の直接型ワイドギャップ半導体では初となるこのような発光の観測である。また、時間分解差分透過率スペクトルを当該試料を対象として形状解析することで、励起直後から500 psまでの間の励起子高密度効果に関わる遮へい波数の逆数を実験的に定量することに成功した。光学的シュタルク効果を検討する上で基本となる物理量であると同時に、この効果を記述する上での特徴的な物理量に密接に関わるものであることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

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

    (5件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Magneto-photoluminescence of charged excitons from Mg$_x$Zn$_1$-$x$O/ZnO heterojunctions2013

    • 著者名/発表者名
      T. Makino, Y. Segawa, A. Tsukazaki,, H. Saito, S. Takeyama, S. Akasaka, K. Nakahara, and M. Kawasaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 87 ページ: 085312-1--7

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.085312

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast optical control of magnetization in EuO thin films2012

    • 著者名/発表者名
      86. T. Makino, F. Liu, T. Yamasaki, K. Ueno, A. Tsukazaki, T. Fukumura, Y. Kozuka, Y. F. Kong, and M. Kawasaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 86 ページ: 064403-1--4

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.86.064403

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast Time-Resolved Faraday Rotation in EuO Thin Films2012

    • 著者名/発表者名
      T. Makino, T. Yamasaki, K. Ueno, A. Tsukazaki, T. Fukumura, Y. F. Kong, and M. Kawasaki
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 108 ページ: 257401-1--5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.108.257401

    • 査読あり
  • [学会発表] マンガン酸化物薄膜における超高速ポンプ・プローブ分光II2013

    • 著者名/発表者名
      牧野哲征,盛志高,中村優男,川崎雅司,十倉好紀
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス(広島県)
    • 年月日
      2013-03-26 – 2013-03-29
  • [学会発表] Transient photo-induced transmission in manganite films2012

    • 著者名/発表者名
      T. Makino,Z. Sheng,M. Nakamura,M. Kawasaki,Y. Tokura
    • 学会等名
      FIRST QS2C Annual Meeting 2012
    • 発表場所
      理化学研究所 和光キャンパス (埼玉県)
    • 年月日
      2012-06-05 – 2012-06-05

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公開日: 2018-02-02  

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