Ultrafast control of phase in strong correlated electronic system by intense mid-infrared light

强相关电子系统中强中红外光相位超快控制

基本信息

批准号：
18H05850
负责人：
内田健人
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-08-24 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、強相関電子系を高強度中赤光によって極端非線形な領域まで強く駆動することで実現する非平衡状態を、高次高調波発生やTHz放射を通して明らかにすることを目的としている。この目的の達成には、不透明な材料や金属からの高調波検出および、低温に試料を冷却する必要がある。そこで本年度は、不透明な試料や金属試料における高次高調波発生を観測するために、反射型の高次高調波検出系の構築を行った。このとき偏光特性や方位依存性を正確に測定できるように光学系に工夫を行った。既知の試料を用いて高調波を観測することで、実際に反射型でも問題なく高調波の偏光特性や方位依存性の観測が行えることを確認した。また、低温での実験を実現するために冷凍機への反射型高調波観測システムの組み込みを行った。これによって、これまで高調波観測が困難であった可視域で不透明なバルク試料に対して、高調波の温度依存性を観測することが可能になり、相転移点をまたいで高調波の発生効率が大きく変化することを確認した。また、実験系構築と同時並行で従来の透過型高調波検出システムを用いて、異方性の強い電子系である黒リンにおいて高次高調波発生の特性を観測した。線形光学応答や3次の非線形光学応答から予測される擬一次元的な振る舞いとは異なる特異な異方性が現れることを明らかにした。これは高強度な中赤外光電場によって電子がブリルアンゾーンのバンド端から遠く離れた領域まで駆動されていることを示唆する結果となっている。

这项研究旨在通过将强度高的谐波产生和THZ辐射强烈相关的电子系统强烈地将高强度的中红光和高强度的中红光线驱动到极度非线性区域，从而阐明实现的非平衡状态。为了实现这一目标，不透明材料和金属的谐波检测需要将样品冷却至低温。因此，今年，我们构建了一个反射性的高阶谐波检测系统，以观察不透明和金属样品中较高谐波的产生。目前，设计了光学系统以准确测量极化特性和方向依赖性。通过使用已知样品观察谐波，可以证实，即使有反射类型，也可以观察到谐波的极化特征和方向依赖性，而没有任何问题。此外，将反射性谐波观察系统纳入冰箱中，以在低温下实现实验。这使得可以观察到可见范围内谐波的温度依赖性，以前很难观察到谐波，并且可以证实，谐波产生的效率在整个相变点之间发生了显着变化。此外，与实验系统的构建同时，使用常规的透射谐波检测系统，在具有强各向异性的电子系统黑磷（黑磷）中观察到了高阶谐波产生的特征。据揭示，单数各向异性似乎与线性和三阶非线性光学响应预测的伪一维行为不同。这导致表明电子是通过高强度的中红外光电场驱动远离布里渊区带边缘的远方驱动的。