2009 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ構造物質の高密度少数多体電子正孔系の顕微分光と光機能
| Project Area | Optical science of dynamically correlated electrons in semiconductors |
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| Project/Area Number |
20104006
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
金光 義彦 Kyoto University, 化学研究所, 教授 (30185954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田垣 健 京都大学, 化学研究所, 助教 (80422327)
山本 真平 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 助教 (20362395)
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| Keywords | ナノ材料 / 光物性 / 半導体材料 / ナノ粒子 / カーボンナノチューブ / マルチエキシトン / 顕微分光 / 時間分解分光 |
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| Research Abstract |
本年度は、新しい特色のある半導体ナノ物質の動的電子相関にもとづく光学現象を探求し、その活用に向けた道筋をつけることを目的として研究を行った。時空間分解分光装置の開発・改良を進め、顕微分光と2波長可変ポンププローブ分光、可視および赤外域時間分解発光分光を融合した分光計測システムを活用した動的電子相関の探索研究を行った。これらの研究を通して、その物質固有の特異的な動的電子相関を見つけ出すとともに、物質によらない普遍的な動的電子相関を解明し、学理の構築を進めた。
具体的には、実験に用いるポンプ光・プローブ光ともに波長可変であるポンププローブ分光システムを構築するために、自動波長可変装置の導入・整備を行った。これらの計測システムを用いた精密光学測定により、窒化物や酸化物のワイドギャップ半導体における光励起状態の解明やヘテロナノ構造におけるマルチエキシトンのダイナミクスの研究を行った。その結果、バイエキシトンの緩和ダイナミクス、オージェ再結合やインパクトイオン化などの多体相互作用に基づく再結合ダイナミクスを明らかにした。また、近赤外域の光検出器および低温プローバシステムを導入し、近赤外域の顕微計測システム・時間分解分光システムの整備を進め、カーボンナノチューブの発光測定を行った。これらを用いて単一レベルでのナノ粒子やカーボンナノチューブなどの近赤外発光ダイナミクスを高感度に計測できるシステムを構築し、ナノ物質のマルチエキシトン状態の実験研究を推進した。また、新しい光機能の発現が期待される半導体ナノ構造の作製に挑戦し、それらの基礎光学測定の実施を行った。
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