2015 Fiscal Year Annual Research Report
有機分子性結晶における励起子ポラリトンのコヒーレント制御
| Project/Area Number |
26287093
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
香月 浩之 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (10390642)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | コヒーレント制御 / 励起子ポラリトン / 二次元位相変調 / 固体パラ水素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年に引き続きキャビティフォトンと分子励起子の強結合状態を生成するため、まず２枚のDBRミラーで構成した微小キャビティ中に溶液成長によりアントラセン結晶を作成し、その角度依存反射スペクトル及び角度依存蛍光スペクトルの測定を行った。得られた結果は標準的な二準位間の真空ラビ分裂モデルでフィットすることができ、解析の結果ラビ分裂の大きさとして～300meV程度という値が得られた。二状態以上の複雑なスペクトルが観測されている原因は結晶厚さ方向の次数の異なる光子モードが共存しているためと考えられる。次にTDAF分子でも同様の実験を行った。DBRミラーの代わりにアルミ蒸着によって基板上にキャビティを作成した。こちらのサンプルでも角度依存の反射スペクトルが観測され、ラビ分裂は～400meVと見積もられた。これらの値は過去の先行研究で報告された値とほぼ同程度であり、強結合状態が実現されていると考えられる。
これと並行して、二次元位相変調により空間位相分布を制御したパルスを用いて、固体パラ水素をターゲットに異なる位相を持った振動波動関数を書き込む実験を行った。集光面で２x２のスポット形状になるように波面を整形し、さらにそれぞれのスポットに任意の相対位相を付与するマスクを準備した。この変調パルスを用いて固体パラ水素結晶内に振動波動関数を書き込み、その状態を遅延時間経過後に量子干渉の手法により読み出した。読み取りは弱く集光したプローブ光を用いることにより、振動波動関数の空間分布を一括して読み取ることに成功した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アントラセンおよび、TDAFの両サンプルにおいて強結合状態の生成に成功した。TDAFにおいて、角度異存の蛍光スペクトルの計測ができていないが、おそらく使用したキャビティが誘電体層ではなくアルミ積層であるため、Q値が低く、線幅が広がりすぎていることが要因である。今後DBRミラーを発注して、TDAFにおいても角度依存蛍光観測を行う。
空間位相変調素子を用いて任意位相状態を持った光パルスを生成する手法は、読み出しまで含めて立ち上げることに成功した。現在は固体パラ水素を対象とした実験を行っているが同様な技術はポラリトンに対しても有用であると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ポラリトン系の時間依存ダイナミクスの観測を進めていくためには励起光源として、よりパルスエネルギーの高い再生増幅器ベースのフェムト秒レーザーが必要である。現状では自研究室で光源を準備することができていないため、かねての計画に従い平成28年4月から関西光科学研究所の板倉博士らと共同研究を開始し、彼らが所持する再生増幅レーザー光源を使用して強励起条件下での凝縮などの現象を確認する。また、緩和のダイナミクスや時間スケールの確認のため、アップコンバージョン光学系を用いた時間分解蛍光観測実験を行う予定である。
|
| Causes of Carryover |
当初、平成２７年度に処理予定であった納品が平成２８年度にずれ込んだため、その分の予算が次年度に繰り越された。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該の品目は既に納品済みである。残りの金額については、ミラーなど光学部品の消耗品購入に充てる予定である。
|
Research Products
(5 results)
