高時間分解ジッターフリーポンプープローブ分光法の開発と応用

高时间分辨无抖动泵浦探针光谱技术的开发与应用

• 批准号: 06740258
• 负责人: 足立 智
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Himeji Institute of Technology
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740258/
• 关键词: ジッターフリーポンプープローブ; スピン緩和; GaAs; AlGaAs MQW; HDITCI

本年度の研究計画として1)ジッターフリーポンプープローブ光学系の構築2)性能評価と物性測定への応用を挙げた。現時点で1)および2)の両方を完了している。従来のポンプープローブ法に比べて本分光法は厳密に2台のフェムト秒レーザーを同期させる必要がない、ポンプ光とプローブ光の波長の組合せを全く任意に選択できる、簡単な操作で瞬時に観測したい時間領域(13ナノ秒からサブピコ秒まで)を変更できる、モーター駆動の光遅延系を用いないので機械的ノイズの影響を受けない等の利点を持っている。まずこの分光法を用い、有機色素(HDITCI)を試料としてダイナミックストークスシフトの測定等を行い、ナノ秒(レーザーの繰り返し周波数で制限、現在13ナノ秒)領域からサブピコ秒領域までの広い時間領域にわたって種々の励起およびプローブ波長の組合せで輻射緩和、回転緩和、溶媒の配向緩和、分子内再分配(IVR)に関する知見を得た(Dual wavelength optical sampling technique for ultrafast transient bleaching spectroscopy,to be published in Optics Communications)。次にGaAs/AlGaAs多重量子井戸構造半導体を試料とし、そのスピン緩和を室温で測定することに成功した。重い正孔励起子を共鳴励起した場合の結果はロックインアンプを用いた従来の方法での結果と一致した。また軽い正孔励起子を共鳴励起し、重い正孔励起子のエネルギー位置でプローブした場合、スピンのメモリーが測定のS/Nの範囲では完全に消失していることが分かった。現在さらに検出感度を挙げる努力をするとともに、試料を低温に保ちスピン緩和のダイナミクスについてスピンメモリーの伝達に注目して研究を行っている。

今年的研究计划包括1）构建无抖动泵浦探针光学系统，2）应用于性能评估和物理性能测量。至此，1）和2）均已完成。与传统的泵浦-探测方法相比，这种光谱方法不需要两个飞秒激光器的严格同步，可以完全任意选择泵浦光和探测光的波长组合，并且可以通过简单的操作立即完成。具有能够改变观测时间范围（从13纳秒到亚皮秒）以及由于不使用电机驱动的光学延迟系统而不受机械噪声影响等优点。首先，使用这种光谱学，我们使用有机染料 (HDITCI) 作为样本，在从纳秒（受激光重复频率限制，目前为 13 纳秒）到亚皮秒的较宽时间范围内测量动态斯托克斯位移。我们使用各种激发和探测波长组合获得了对辐射弛豫、旋转弛豫、溶剂取向弛豫和分子内重新分布 (IVR) 的见解（用于超快漂白瞬态光谱的双波长光学采样技术，即将发表于光通信）。接下来，我们以GaAs/AlGaAs多量子阱结构半导体为样品，并成功测量了其在室温下的自旋弛豫。当重空穴激子被共振激发时获得的结果与使用锁定放大器的传统方法获得的结果一致。此外，当轻空穴激子被共振激发并在重空穴激子的能量位置探测时，发现自旋记忆在测量的S/N范围内完全消失。目前，我们正在努力进一步提高检测灵敏度，并正在对样品保持低温时的自旋弛豫动力学进行研究，重点是自旋记忆转移。

项目成果

S.Adachi et al.: "Dual wavelength optical sampling technigue for ultrafact transient bleaching spectroscopy" Optics Communications. (in print). (1995)

S.Adachi 等人：“用于超事实瞬态漂白光谱的双波长光学采样技术”光学通讯。

S.Adachi et al.: "Quantization of the excitonic polantons in CdTe lCdMnTe multiple quantum wells" Superlattices and Microstructures. 16. 1-4 (1994)

S.Adachi 等人：“CdTe lCdMnTe 多量子阱中激子极化子的量子化”超晶格和微观结构。