2015 Fiscal Year Annual Research Report
テラヘルツパルス光による電子型有機強誘電体の高速・高効率物性制御
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25247049
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡本 博 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40201991)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光物性 / フェムト秒レーザー / 誘電体物性 / テラヘルツ分光 / 分子性固体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、固体中での電子密度分布の変化や分子間電子移動が強誘電分極を担っている電子型強誘電体を対象として、テラヘルツ波による高速の分極制御を目指してきた。14年度までに、チタンサファイアレーザーを励起源としたパルス面傾斜法を用いて、最大450 kV/cmのテラヘルツパルスの発生に成功した。さらに、このテラヘルツパルスを用いて、低温で電子型強誘電性を示す有機分子性結晶TTF-CAの高温常誘電相においてテラヘルツ波励起により強誘電相の20%に達する分極が生成することを見出した。本年度は、TTF-CAの関連物質であるTTF-QBrCl3およびDMTTF-2,6QBr2Cl2の常誘電相においてテラヘルツ励起第二高調波プローブ、反射プローブ測定を行い、テラヘルツ電場による強誘電分極生成を実証した。TTF-QBrCl3は、温度低下によりTTF-CAより連続的な強誘電転移（中性―イオン性転移）を起こすが、このことを反映して、テラヘルツ電場による分極ドメインのダイナミクスの特性周波数が30％程度低下することがわかった。一方、DMTTF-2,6QBr2Cl2は、極低温にしても強誘電秩序が生じない量子常誘電性を示す物質であるが、この物質では、量子常誘電性を反映して、テラヘルツ電場によって他の二つの系に比べて一桁以上大きな空間スケールに渡ってコヒーレントな分子振動が生じることが明らかとなった。
成果の公表については、今年度中に、前年度までに完了した電荷秩序系分子性結晶α-(ET)2I3におけるテラヘルツ電場による強誘電分極制御の研究をScientific Reports誌に公表した。また、TTF-CAのテラヘルツ電場による分極生成の研究については、現在論文を投稿中である。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Novel electronic ferroelectricity in an organic charge-order insulator investigated with terahertz-pump optical-probe spectroscopy2016
Author(s)
H. Yamakawa, T. Miyamoto, T. Morimoto, H. Yada, Y. Kinoshita, M. Sotome, N. Kida, K. Yamamoto, K. Iwano, Y. Matsumoto, S. Watanabe, Y. Shimoi, M. Suda, H. M. Yamamoto, H. Mori, and H. Okamoto
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 20571:1-10
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Switching of Transfer Characteristics of an Organic Field-Effect Transistor by Phase Transitions: Sensitive Response to Molecular Dynamics and Charge Fluctuation2015
Author(s)
S. Yokokura, Y. Takahashi, H. Nonaka, H. Hasegawa, J. Harada, T. Inabe, R. Kumai, H. Okamoto, M. M. Matsushita, and K. Awaga,
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Journal Title
Chem. Mater.
Volume: 27
Pages: 4441-4449
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩のテラヘルツ電場誘起金属化と光誘起金属化2016
Author(s)
山川大路, 竹中崇了, 宮本辰也, 寺重翼, 小野貴晃, 森本剛史, 貴田徳明, 山本浩史, 須田理行, 加藤礼三, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
Organizer
日本物理学会第71回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学泉キャンパス（宮城県仙台市）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] 有機モット絶縁体κ型BEDT-TTF塩のテラヘルツ電場による超高速分極制御2016
Author(s)
戸部光, 山川大路, 鈴木啓史, 宮本辰也, 寺重翼, 小野貴晃, 森本剛史, 貴田徳明, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
Organizer
日本物理学会第71回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学泉キャンパス（宮城県仙台市）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] 高強度テラヘルツ波によるダイマーモット系κ型BEDT-TTF塩の電子状態制御の研究2015
Author(s)
戸部光, 山川大路, 宮本辰也, 寺重翼, 井尻吉洋, 小野貴晃, 矢田祐之, 山本浩史, 須田理行, 加藤礼三, 宮川和也, 鹿野田一司, 岡本博
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学千里山キャンパス（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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[Presentation] テラヘルツ波励起による電荷秩序系分子性結晶の超高速強誘電分極制御III2015
Author(s)
山川大路, 宮本辰也, 森本剛史, 五月女真人, 木下雄斗, 矢田祐之, 貴田徳明, 須田理行, 山本浩史, 加藤礼三, 森初果, 岡本博
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学千里山キャンパス（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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