Generation of coherent phonon-anglular-momentum state by using light and terahertz wave

利用光和太赫兹波产生相干声子-角动量态

• 批准号: 21H01018
• 负责人: 是枝 聡肇
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01018/
• 关键词: フォノン角運動量; フォノンスピン; フォノン渦; 円偏光テラヘルツ波; 光渦; テラヘルツ波; 誘導ラマン散乱; 円偏光; カイラルフォノン; コヒーレントフォノン; 光の角運動量

物質中の原子の振動の量子であるフォノンは，これまでエネルギーと結晶運動量のみを担うものと考えられてきた．しかし，最近の研究によって，フォノンがスピンや軌道の角運動量を持ち，非磁性体においてもフォノンが磁性を担うことなどが明らかになってきた．フォノンのスピンや軌道角運動量は，光のスピン（円偏光）や軌道角運動量（光渦）と交換をすると考えられるため，フォノンに共鳴する円偏光・光渦のテラヘルツ波や，円偏光・光渦を用いた誘導ラマン過程によって，角運動量を持ったフォノンをコヒーレントに励振できるものと期待される．本研究は，光とテラヘルツ波を駆使して，フォノンスピン，フォノン渦のコヒーレント励振すること，および，これらと磁気的な素励起との協奏による新しい物性の開拓を目的とする．2022年度の研究実績概要は，(i) 円偏光誘導ブリルアン散乱のセットアップが完了し，運用を開始したこと，(ii) ハイパーラマン散乱分光システムを新たに構築したこと，(iii)α水晶に対するハイパーラマン散乱の実験に着手できたこと，(iv) 円偏波テラヘルツ波・テラヘルツ波渦（vortex）発生・制御の実験に着手できたこと，などが挙げられる．

声子是材料中原子的振动量子，迄今为止一直被认为仅携带能量和晶体动量。然而，最近的研究表明，声子具有自旋和轨道角动量，即使在非磁性材料中，声子也发挥着磁性作用。声子的自旋和轨道角动量被认为与光的自旋（圆偏振光）和轨道角动量（光学涡旋）进行交换，因此圆偏振光和光学涡旋的太赫兹波与声子共振，以及圆偏振光和光学预计具有角动量的声子可以通过使用涡旋的受激拉曼过程被相干地激发。这项研究的目的是利用光和太赫兹波相干地激发声子自旋和声子涡旋，并通过将它们与磁基元激发相配合来开发新的物理性质。 2022财年的研究成果总结为（i）圆偏振光受激布里渊散射装置已完成并开始运行，（ii）构建了新的超拉曼散射光谱系统，以及（iii）超拉曼散射光谱系统。 -α-石英的拉曼散射（iv）我们能够开始圆偏振太赫兹波和太赫兹波涡旋的产生和控制实验。

项目成果

ZnTe結晶の円偏光励起によるTHzベクトルビームの発生

ZnTe晶体圆偏振激发产生太赫兹矢量光束

• 发表时间: 2023
• 作者: Otsuki Yasunao;Kimura Shojiro;Awaji Satoshi;Nakano Motohiro;岩瀨弘明, 大野誠吾
• 通讯作者: 岩瀨弘明, 大野誠吾

Terahertz vector beam generation via focused pump beam into nonlinear crystals

通过将泵浦光束聚焦到非线性晶体中生成太赫兹矢量光束

• 发表时间: 2022
• 作者: Noriyuki Kabeya;Yuma Hirano;Noriaki K Sato;Hiroyuki Takakura;Seigo Ohno
• 通讯作者: Seigo Ohno

テラヘルツ波面・偏光計測装置の構築と 0 .5THz ベクトルビームの測定

太赫兹波前/偏振测量装置的构建及0.5THz矢量光束的测量

• 发表时间: 2022
• 作者: 大野誠吾;宮本克彦
• 通讯作者: 宮本克彦

共焦点顕微ラマン分光によるビスマスフェライトの磁気ドメインイメージング

使用共焦拉曼光谱对铁氧体铋进行磁域成像

• 发表时间: 2021
• 作者: 藤井康裕;大石栄一;是枝聡肇;吉瀬みのり;佐藤琢哉;伊藤利充
• 通讯作者: 伊藤利充

Investigation of the vibrational density of states of sodium carboxymethyl starch glass via terahertz time-domain spectroscopy

通过太赫兹时域光谱研究羧甲基淀粉玻璃钠的振动态密度

• DOI: 10.1016/j.saa.2021.120414
• 发表时间: 2022
• 期刊: Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
• 作者: Zhong Junlan;Nakagawa Shin;Kaczmarska Karolina;Terao Wakana;Grabowska Beata;Fujii Yasuhiro;Koreeda Akitoshi;Kohara Shinji;Tanimoto Hisanori;Tokoro Hiroko;Ohkoshi Shin-ichi;Ko Jae-Hyeon;Duan Yu;Mori Tatsuya
• 通讯作者: Mori Tatsuya