層状結晶中の擬2次元励起子の超高速光学非線形現象の動的ふるまい

层状晶体中准二维激子超快光学非线性现象的动态行为

基本信息

批准号：
05740208
负责人：
赤井一郎
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka City University
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：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

層状結晶BiI_3には、種々の積層欠陥に起因した励起子遷移が現れる。マクロな領域に広がった積層欠陥に束縛された励起子(積層欠陥励起子)。ポリタイプに関係した局在励起子遷移。結晶への歪みを加えることによって、新たに成長する励起子遷移帯。本研究では、これらの励起子遷移の光学非線形効果を高エネルギー及び高時間分解能の条件で調べた。本研究で明らかになったことをまとめると次のとおりである。1.ポリタイプに関係した局在励起子遷移では、吸収飽和分光を行った。その結果、吸収飽和密度の入射光エネルギー依存性に特徴が現れた。吸収飽和密度は共鳴近傍で減少し、離調するにつれ増加した。このことより、この遷移線が均一幅を持った局在励起子によるものであることが明らかになった。2.積層欠陥励起子では、測定した励起強度の範囲内で顕著な吸収飽和は観測されなかった。この結果より、積層欠陥励起子が擬2次元面内で自由に運動する為、吸収飽和を起こすにはより強い光強度が必要であることが分かった。3.歪み誘起の励起子遷移帯については、吸収飽和分光、発光スペクトルの強励起効果、フェムト秒領域における過渡吸収分光を行った。この遷移帯で観測された吸収飽和密度の入射光エネルギー依存性は、前出の局在励起子線と異なった振る舞いが見受けられた。この違いは、吸収飽和密度が、結晶中に歪みによって生成されたメゾスコピックな領域の大きさに依存しているためと考えられた。また、フェムト秒の過渡吸収分光から、極短時間の間にメゾスコピックな領域の間でエネルギーのやり取りがあることが明らかになった。発光スペクトルの強励起効果から、励起強度に対し非線形に成長する、新たな発光帯を発見した。この発光帯は、光強励起によって励起子の2粒子状態が生成され、そこからの発光ではないかと考えられた。これらの結果の一部は、本年度フランスで開かれた国際会議(OECS93)で発表を行った。また、日本物理学会(1993秋分科会12pDD5,1994春年会28aH11,等)でも発表を行った。

层状晶体BiI_3中出现由各种堆垛层错引起的激子跃迁。由堆垛层错束缚的激子分布在宏观区域（堆垛层错激子）。与多型相关的局域激子跃迁。通过对晶体施加应变，新的激子过渡带会生长。在这项研究中，我们研究了高能量和高时间分辨率条件下这些激子跃迁的光学非线性效应。本研究的结果可总结如下。 1.对与多型体相关的局域激子跃迁进行吸收饱和光谱。结果，出现了吸收饱和密度对入射光能量的依赖性的特性。吸收饱和密度在共振附近降低并随着失谐而增加。由此可知，该过渡线是由宽度均匀的局域激子引起的。 2.对于堆垛层错激子，在测量的激发强度范围内没有观察到明显的吸收饱和。这些结果表明，堆垛层错激子在准二维平面内自由移动，因此需要更强的光强度才能引起吸收饱和。 3.对于应变诱导激子跃迁带，我们进行了吸收饱和光谱、强激发对发射光谱的影响以及飞秒区域的瞬态吸收光谱。在此过渡区中观察到的吸收饱和密度对入射光能的依赖性表现出与上述局域激子束不同的行为。这种差异被认为是因为吸收饱和密度取决于晶体中应变产生的介观区域的大小。此外，飞秒瞬态吸收光谱表明，能量在很短的时间内在介观区域之间交换。基于发射光谱的强激发效应，我们发现了一个新的发射带，该发射带相对于激发强度呈非线性增长。该发射带被认为是由于强光激发产生的双粒子激子态的光发射所致。其中一些结果已在今年于法国举行的国际会议（OECS93）上公布。我还在日本物理学会做过演讲（1993 年秋季小组委员会 12pDD5、1994 年春季会议 28aH11 等）。