時間反転ダイナミクスを利用した多体系のスペクトロスコピー

使用时间反转动力学的多体光谱

基本信息

批准号：
21J10575
负责人：
今井渉平
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、強電場レーザーで駆動された固体電子から発生する時間反転光放射を基礎として、従来の光電子を用いた方法では測定の困難であった強相関準粒子のエネルギー運動量分解測定法を確立することにある。前年度の研究により、最も基礎的な強相関模型の光電場駆動により発生する時間反転光(エコー)の定量的性質が解明された。特に強い電子間相互作用により一体の電子描像が破綻しているにもかかわらず、系の準粒子が持つエネルギーと運動量の関係がエコー振動数の電場振幅依存性に直接現れることが明らかとなった。2022年度はこの時間反転プロトコル、およびエコーを用いたエネルギー運動量分解測定法を、より実際の物質を模した理論模型に適用することで実験との比較・検討のための基礎理論構築を行った。特に、低次元強相関有機化合物の代表格として知られるTTF-CAにおける光電場駆動ダイナミクスを解析した。この系に存在する中性イオン性ドメインという多体励起状態のエネルギーバンドに共鳴させた励起パルスを照射した結果、エコーが現れないことを確認した。詳しい解析の結果、エネルギーバンドの実態が中性イオン性ドメインの強い束縛状態の梯子であることがわかり、エコー発生における必要条件を新たに明確にすることができた。この理解に基づくと、中性-イオン性転移点においてその束縛が消失するという先行研究の示唆から、詳しい相互作用依存性の解析によって遍歴的中性イオン性ドメインの存在を示すことができると期待される。実際に一次相転移直上の状態を対象とした光の時間周波数解析により、エコーの“残滓”にその遍歴的特徴が現れることを明らかとした。

本研究的目的是开发一种强相关准粒子的能量动量分辨测量方法，该方法基于强电驱动的固态电子产生的时间反转光辐射，使用光电子的传统方法很难测量这种强相关准粒子。目标是建立场激光。在前一年的研究中，我们阐明了最基本的强相关模型的光电场驱动产生的时间反演光（回声）的定量特性。很明显，系统中准粒子的能量和动量之间的关系直接表达为回波频率的电场幅度依赖性，即使积分电子图像由于特别强的电子-电子相互作用而被破坏。 2022年，我们将这种时间反转协议和利用回波的能量动量分解测量方法应用到更接近实际材料的理论模型中，从而构建了与实验进行比较和研究的基础理论。特别是，我们分析了 TTF-CA 中光电场驱动的动力学，TTF-CA 被称为具有代表性的低维强相关有机化合物。向该系统照射与该系统中存在的被称为中性离子域的多体激发态的能带共振的激发脉冲，结果确认没有出现回波。详细分析表明，能带实际上是中性离子域强束缚态的阶梯，并且新阐明了回波产生的必要条件。基于这种理解，我们期望详细的相互作用依赖性分析将能够证明流动中性离子域的存在，因为先前的研究表明结合在中性离子转变点处消失。事实上，通过对一阶相变以上状态的光进行时频分析，我们发现回波的“残留”中出现了巡回特征。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Optical momentum-resolved spectroscopy based on time-reversal dynamics in correlated insulators

基于相关绝缘体中时间反转动力学的光学动量分辨光谱

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shohei Imai; Atsushi Ono;Sumio Ishihara
通讯作者：
Sumio Ishihara

Electrically controllable laser frequency combs in graphene-fibre microresonators

石墨烯纤维微谐振器中的电控激光频率梳

DOI：
10.1038/s41377-020-00419-z
发表时间：
2020-11-09
期刊：
Light, Science & Applications
影响因子：
0
作者：
Chenye Qin;Kunpeng Jia;Qianyuan Li;Teng Tan;Xiaohan Wang;Yanhong Guo;Shu;Yuan Liu;Shi;Zhenda Xie;Y. Rao;B. Yao
通讯作者：
B. Yao

光駆動電子の時間反転現象を通した高次高調波発生の解析

光驱动电子时间反转现象产生高次谐波的分析