超伝導表面プラズモンの励起及び伝播特性測定

超导表面等离子体激发和传播特性的测量

• 批准号: 14655026
• 负责人: 長島 健
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655026/
• 关键词: 超伝導体; プラズモンポラトリン; テラヘルツ電磁波; 低次元プラズモン; プラズモンポラリトン; 超伝導体; プラズモンポラトリン; テラヘルツ電磁波; 低次元プラズモン; プラズモンポラリトン

光学的な手法により薄いシート内に局在した自由キャリアの粗密度(低次元プラズモン)を励起することができる.低次元プラズモンが誘起する電場はシート近傍に局在し,かつ非常に強いことが知られている.これまでは従来の常伝導金属(主として銀)を用いた研究がほとんどであった.本研究の目的は(1)高温超伝導体中において,散乱を受けない超伝導キャリア低次元プラズモンの励起方法の探索,及び(2)その伝播特性の明確化である.昨年度までに(1)について,高温超伝導体中の超伝導キャリアの2次元プラズモンポラリトンの励起,分散曲線の精密測定,そして電場及び磁場を印加した場合のテラヘルツ電磁波に対する応答の測定を行った.本年度は(2)の考察及び前年度に観測されたいくつかの現象の解明を行った.(1)本研究ではテラヘルツ電磁波を照射することで当該ポラリトンを励起する.このとき電磁波の面内方向の波数を補うために試料表面にはグレーティングカプラを付与する.ポラリトンの分散曲線を精密測定するために,1枚の薄膜試料に周期の異なる複数のグレーティングを作製し,各領域にテラヘルツ電磁波を照射し当該ポラリトンを励起し,その周波数を決定した.さらにテラヘルツ電磁波のスペクトル形状から超伝導キャリア低次元プラズモンの伝播定数は1cmオーダーであることがわかった.(2)超伝導キャリアの運動は電場あるいは磁場の印加によって大きく変化する.これにより当該ポラリトンの応答も大きく変化すると期待される.前年度,試料に電場及び磁場を印加して行った結果,これらはテラヘルツ電磁波への応答には影響を及ぼさないことがわかった.これらの原因について調査した結果,超伝導体薄膜中の電流分布の影響あるいは印加磁場強度の不足に起因すると考えられる.

光学方法允许在薄纸中定位的自由载体的粗密度（低维等离子体）可以激发。低维等离子体诱导的电场位于纸板附近，已知非常强。到目前为止，大多数研究都是使用常规正常导电金（主要是银）进行的。这项研究的目的是（1）寻找激发方法，以实现不经历高温超导体散射的低维等离子，以及（2）澄清其传播特性。直到去年，在（1）中，我们一直在高温超导体中激发超导载体的二维等离子体极化子，精确测量分散曲线以及对Terahertz电磁波的响应进行测量，当应用电场和磁场时。今年，我们在（2）中进行了考虑，并阐明了上一年观察到的几种现象。 （1）在这项研究中，我们通过照射Terahertz电磁波来激发。e英语：在这种情况下，将光栅耦合器应用于样品表面以补偿电磁波的平面波浪数量。为了准确测量极化子的色散曲线，在一个薄膜样品上制造了多个带有不同周期的光栅，并用Terahertz电磁波辐照以激发极性子，并确定频率。此外，Terahertz电磁波的光谱形状表明，低维等离子体超导载体的传播常数在1 cm处。 （2）超导载体的运动大大变化，具体取决于电场或磁场的应用。预计这将改变极化子的响应。在上一年，将电场和磁场应用于样品，发现它们对对Terahertz电磁波的响应没有影响。我们研究了这些原因，并认为超导薄膜中电流分布的影响或缺乏施加的磁场强度。