2009 Fiscal Year Annual Research Report
カーボンナノチューブにおける超高速コヒーレント非線形光学応答の研究
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20340072
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡本 博 The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40201991)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 非線形光学応答 / レーザー分光 / 光スイッチ / 励起子 |
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| Research Abstract |
高度に孤立分散させた単層カーボンナノチューブ(CoMoCATチューブ)に対し、実励起の影響が極力生じない励起エネルギーの選択を進めた。過渡吸収変化の時間依存性の測定を行うことによって、目的とする半導体ナノチューブのコヒーレント非線形光学応答と、吸収飽和などの実励起による吸収変化を明確に区別できることがわかった。系統的な測定を行うことによって、実励起の影響が非常に少ない励起エネルギーをいくつか設定することに成功した。また、その励起エネルギーを選択することによって、離調(半導体ナノチューブの励起子遷移と励起エネルギーの差)をかなり大きく変化させることができることがわかった。これらの結果を踏まえて、半導体ナノチューブの過渡吸収変化の離調依存性を測定した。その結果、半導体ナノチューブのコヒーレント非線形光学応答には、光シュタルク効果、および、励起子□励起子散乱という二つの機構が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。この場合の励起子□励起子散乱とは、仮想励起子と実励起された励起子との間の散乱過程である。このような励起子-励起子散乱の実証は、これまでに例がなく、本研究が初めての例である。また、光シュタルク効果と励起子-励起子散乱過程は、異なる離調依存性を示すことも明らかとなった。この成果を論文にまとめ、Physical Review B, Rapid Communication誌に公表した。来年度以降は、レーザーをさらに最適化し、より精密かつ定量的なスペクトル測定を行うとともに、二層チューブについても測定を進める予定である。
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