超格子ミニバンド構造における光励起キャリアの充填機構

超晶格微带结构中光生载流子的堆积机制

基本信息

批准号：
21840043
负责人：
長谷川尊之
金额：
$ 1.67万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、ミニバンド幅の異なるGaAs/AlGaAs超格子を試料として、ミニバンド構造特有の超高速キャリアダイナミクスを、時間分解ポンプ-プローブ法を駆使して明らかにすることを目的としている。平成21年度の研究実績概要は以下の通りである。1. 超短パルスによって励起されたミニバンド状態の時間発展を詳細に観測するために、2台の波長可変チタンサファイアレーザーを用いた2色ポンプ-プローブ分光システムを用いた。始めに、半導体超格子の微小なポンプ-プローブ信号を高精度に検出できるように、既存の分光システム内に光学系および検出系を新たに導入した。次に、GaAs/AlAs超格子、及び、ミニバンドを形成していないGaAs/AlAs多重量子井戸を対象として光学実験を行った。実験では、ポンプ光およびプローブ光のエネルギーをミニバンド内で系統的に変化させ、ピコ秒時間領域におけるミニバンド状態のダイナミクスを詳細に観測した。その結果、超格子試料では、電子-重い正孔ミニバンドのΓ点での励起子の飽和に加えて、その高エネルギー側に、ミニバンド内での光励起キャリアの蓄積を示唆する信号が観測された。一方、Γ点での軽い正孔励起子のエネルギーが電子-重い正孔ミニバンド光学遷移エネルギー内に位置していることから、光励起キャリアの蓄積に関する情報を詳細に抽出するためには、レーザー光のスペクトル幅をより狭線化して測定を行う必要があることが分かった。今後は、レーザー光のスペクトル幅やミニバンド構造に配慮して、2色ポンプ-プローブ分光を継続する予定である。2. GaAs/AlGaAs超格子において、時間分解ポンプ-プローブ法により、フランツ・ケルディッシュ振動現象に起因する新規なコヒーレントダイナミクスの検出に成功した。

这项研究旨在使用时间分辨的泵 - 探针方法，使用具有不同迷你鞋宽度的GAAS/ALGAAS超级晶格阐明Miniband结构独特的超快速载体动力学。 2009财年研究结果的概述如下。 1。使用两种可调钛蓝宝石激光器的两种泵探针光谱系统详细观察了由超舒尔脉冲激发的迷你态状态的时间演变。首先，将新的光学系统和检测系统引入了现有的光谱系统中，以高精度地检测半导体超晶格中的小泵探针信号。接下来，在GAAS/ALAS超级晶格和GAAS/Alas多个量子孔上进行了光学实验，这些量子没有形成微型级。在实验中，泵和探头光的能量在小型摩管中系统地改变了，并且详细观察到了picsecend时间域中的小型态状态的动力学。结果，除了在电子重型孔小型γ点的γ点饱和外，在超级晶格样品中，在高能侧观察到了光激发载体在小型班上积累的信号。另一方面，由于γ点处的光孔激子的能量位于电子重型孔微型和光学转型能量中，因此已经发现，为了提取有关光激发载体积累的详细信息，必须测量激光束的光谱宽度到窄线中。将来，我们计划继续考虑激光光的光谱宽度和小型结构，继续使用两色泵探针光谱。 2。在GAAS/ALGAAS超晶格中，由Franz Keldysch振荡现象引起的新型相干动力学成功地通过时间分辨的泵探针方法成功检测到。