半導体量子点におけるコヒーレントフォノンの研究

半导体量子点中相干声子的研究

基本信息

批准号：
12740170
负责人：
池沢道男
金额：
$ 1.47万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までに、燐酸ガラス中のPbSe量子点についてのフェムト秒ポンププローブ分光法により微弱な音響型コヒーレントフォノンを観測することに成功していたが、今年度は引き続きその粒径依存性と振動モードの特定、およびラマン散乱測定を行った。大型のダブル分光器と冷却光電子増倍管を用いたフォトンカウンティングを利用して、低波数のラマン散乱の観測を行った。ラマンスペクトルの中に、粒径に依存する音響フォノンのピークが観測されたが、それは同じ試料に対するコヒーレントフォノン信号のフーリエ変換から得られたスペクトルとは一致せず、より低波数側に現れていた。そこで観測された振動モードを特定するために、等方的な弾性体球の自由振動のモデルで、バルクのPbSeの弾性率を用いて振動数の粒径依存性を計算したところ、コヒーレントフォノンで観測された振動モードは球の形を変えずに伸縮するブリージングモードに対応し、一方ラマン散乱で観測された振動モードはSpheroidalモードに対応している事が分かった。この結果によって、ある条件の下ではラマン散乱とコヒーレントフォノン測定は相補的な関係になりうる事を示すことが出来た。しかし、その原因や、これがどの程度一般的に成り立っているのかという事についてはさらなる研究が必要と考えられ、現在、銅ハライドなど他の材料の量子ドットについても同様の研究を進めているところである。

直到去年，我们已经成功地利用飞秒泵浦探针光谱对磷酸玻璃中的 PbSe 量子点观察到弱声相干声子，并进行了拉曼散射测量。我们使用大型双光谱仪和冷却光电倍增管进行光子计数，观察低波数拉曼散射。在拉曼光谱中观察到与颗粒尺寸相关的声学声子峰，但它与从同一样品的相干声子信号的傅里叶变换获得的光谱不匹配，并且出现在较低波数侧。为了识别观察到的振动模式，我们使用各向同性弹性球体自由振动模型中块体 PbSe 的弹性模量计算了频率的粒径依赖性，结果发现观察到的振动模式对应于呼吸模式。其中球体膨胀和收缩而不改变其形状，而拉曼散射观察到的振动模式对应于球体模式。这些结果表明，在一定条件下，拉曼散射和相干声子测量可以具有互补关系。然而，还需要进一步的研究来了解其原因以及这种情况的普遍性，我们目前正在对由卤化铜等其他材料制成的量子点进行类似的研究。