2光子共鳴分光によるI-VII,II-VI化合物微結晶の量子閉じ込め電子構造の研究

双光子共振光谱研究I-VII、II-VI化合物微晶的量子限域电子结构

基本信息

批准号：
10127201
负责人：
井上久遠
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き、2光子共鳴SHG法と種々のフォトンエコー法を用いて、半導体ドットにおける量子閉じ込め励起子の位相緩和時間T_2、並びにその緩和機構の解明研究を集中的に行った。なお、T_2は電子状態のコヒーレントな継続時間を示す重要な特性時間であるが、現在、3桁も大きさが異なるなど全く矛盾した結果が世界の多くのグループで報告され、その機構に関しても全く異なった解釈がなされている。熱分解法で作製した、ガラス中に希薄に埋め込んだCuClの球状ドット試料を代表例に用いて、以下の成果を得た。1)我々が初めて見い出した、非常に大きな蓄積効果を利用したヘテロダイン検出フォトンエコー法が感度が良い実験手段を与えることを示した。この方法を駆使して、Z_3励起子のT_2が低温で異常に長いこと、エネルギー緩和時間T_1できまっているなどの重要事実を再確認した。また、上記信号のフーリエ変換スペクトルの解析から、フォトンエコー信号の立ち上がりの異常がフォノンサイドバンドの存在によることを明らかにした。2)サイズ励起選択法を用いて、平均半径が7.0〜1.8nmの範囲で、2KでのT_2の値が予想に反して顕著なサイズ依存性を示さないこと、並びに10K〜40Kの範囲でT_2の温度変化がサイズ減少と共に急峻になる結果を得た。3)上記の事実は、音響フォノンのエネルギーも離散化されるとすると説明できない。つまり、音響フォノンが完全には量子化されておらず、エネルギーが連続な状態密度をもつ成分も存在することを示している。これを基に、T_2のサイズ依存性、並びに温度依存性も含めて、量子ドットの位相緩和機構を解明した。大きな成果である。

继去年之后，我们重点利用双光子共振SHG方法和各种光子回波方法阐明了半导体点中量子限制激子的相位弛豫时间T_2及其弛豫机制。请注意，T_2是一个重要的特征时间，表示电子态的相干持续时间，但目前，世界各地许多小组报告了完全矛盾的结果，例如大小相差三个数量级，且机制完全未知有不同的解释。以热解制备的薄嵌入玻璃中的 CuCl 球形点样品作为代表性例子，我们得到了以下结果。 1）我们已经证明，我们首次发现的利用非常大的累积效应的外差探测光子回波方法提供了一种灵敏的实验方法。通过充分利用该方法，我们再次确认了Z_3激子的T_2在低温下异常长、能量弛豫时间T_1固定等重要事实。此外，对上述信号的傅里叶变换谱的分析表明，光子回波信号上升的异常是由于声子边带的存在造成的。 2）使用尺寸激发选择方法，我们发现在7.0至1.8 nm的平均半径范围内，2K处的T_2值并没有意外地表现出显着的尺寸依赖性，并且在10K至40K范围内的T_2值结果表明，随着尺寸的减小，温度变化变得更加陡峭。 3) 如果声声子的能量也离散化，则上述事实无法解释。这表明声学声子并未完全量子化，并且存在具有连续能量状态密度的成分。在此基础上，我们阐明了量子点的相弛豫机制，包括T_2的尺寸依赖性和温度依赖性。这是一项伟大的成就。