2013 Fiscal Year Annual Research Report
高次高調波表面光電子分光法によるグラフェン電子系の超高速ダイナミクスの解明
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23310086
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| Research Institution | NTT Basic Research Laboratories |
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Principal Investigator |
小栗 克弥 日本電信電話株式会社ＮＴＴ物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主任研究員 (10374068)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 景子 日本電信電話株式会社ＮＴＴ物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 研究主任 (40455267)
日比野 浩樹 日本電信電話株式会社ＮＴＴ物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 部長 (60393740)
関根 佳明 日本電信電話株式会社ＮＴＴ物性科学基礎研究所, 機能物質科学研究部, 研究主任 (70393783)
中野 秀俊 東洋大学, 理工学部, 教授 (90393793)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 時間分解光電子分光 / 時間分解ARPES / エピタキシャルグラフェン / 電子位相緩和 / 高次高調波 |
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| Research Abstract |
平成25年度は、本課題の最終年度であることにより、これまでの研究に対する理論的解析を実施することで理解を深めた他、構築した装置をさらに発展させる改造などを実施し、本研究を大きく今後へとつなげることを念頭に実施した。
【課題1】既存計測法によるグラフェン電子系の超高速緩和過程の計測
本課題では、昨年度実現したGaAs表面フェムト秒ダイナミクス計測のデータに対して、初期状態に半導体のバンドベンディングを仮定したDrift-diffusion equation (DDE)を数値的に解き、光励起した電子‐正孔対の空間拡散と移流によって引き起こされる内部電界を求める手法を実施した。本手法は、グラフェンにおける電子‐正孔ダイナミクスの解析にも有効である。また、昨年度予備的計測に成功した過渡回折法による単層CVDグラフェン計測の実験では、7 fsレーザパルスを利用することにより、詳細な時間分解計測を実施した。本計測では、電子位相緩和時間が約40 fsであることを見出したが、グラフェンの電子位相緩和時間を定量的に計測することに成功したのは世界で初であり、応用物理学会において発表した。さらに、これまで駆使してきたグラフェンにおけるラマン散乱分光評価技術を偏光依存ラマン分光法へと発展させ、通常のバルクグラフェンではなく、グラフェンナノリボン(GNR)に適用した。偏光度の計測により、エピタキシャル法で作成したGNRのエッジカイラリティーの評価することに成功した。
【課題2】高次高調波表面光電子分光システムの確立
本課題では、これまで1kHzのレーザシステムを用いた超高速時間分解光電子分光システム(TR-PES1000)の実現を図ってきたが、今年度は半球型電子アナライザを新たに導入し超高速時間分解ARPESシステムへと発展させた。そのために、高次高調波発生チャンバの架台を新造し、より安定な光源の構築を図った。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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