Elucidation and coherent control of excitonic states of carbon nanotubes

碳纳米管激子态的阐明和相干控制

• 批准号: 21760038
• 负责人: HIRORI Hideki
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21760038/
• 关键词: 非線形光学; 応用光学・量子光工学; 光源技術; テラヘルツ/赤外材料・素子; ナノ材料; 光物性; テラヘリツ; カーボンナノチューブ; 非線形分光; 遠赤外分光; THz分光; 高強度テラヘルツ; 低次元半導体

Aim of this study is to elucidate excitonic states of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) and to develop coherent control technique with the excitonic states. For this purpose, (1) we established the method to generate single-cycle THz pulses with amplitudes with exceeding 1MV/cm electric field. (2) By developing a THz nonlinear spectroscopic method, we observe excitonic ionization under strong THz pulse with Stark effect and dynamical Frantz-Keldysh effect for both ZnSe and GaAs quantum wells. Furthermore, (3) we demonstrated for the first time that the number of carriers of GaAs quantum wells is enhanced 103 times more by irradiation of the THz pulse, eventually which leading a bright near-infrared luminescence. (4) For study THz response of single SWNTs, we developed the THz near-field microscope. With the developed THz spectroscopic technique we continue the experiment for the THz coherent control of excitonic states.

本研究的目的是阐明单壁碳纳米管（SWNT）的激子态并开发激子态的相干控制技术。为此，(1)我们建立了产生单周期太赫兹脉冲的方法，其电场幅度超过1MV/cm。 (2)通过开发太赫兹非线性光谱方法，我们观察到了ZnSe和GaAs量子阱在强太赫兹脉冲下的斯塔克效应和动态弗朗茨-凯尔迪什效应的激子电离。此外，（3）我们首次证明，太赫兹脉冲的照射使GaAs量子阱的载流子数量增加了103倍，最终导致明亮的近红外发光。 (4)为了研究单壁碳纳米管的太赫兹响应，我们开发了太赫兹近场显微镜。随着太赫兹光谱技术的发展，我们继续进行激子态太赫兹相干控制的实验。

项目成果

リアルタイムテラヘルツ近接場顕微鏡の開発

实时太赫兹近场显微镜的研制

• 发表时间: 2010
• 作者: 広理英基;土井厚志;田中耕一郎
• 通讯作者: 田中耕一郎

Dynamical Franz-Keldysh effect in GaAs/AlGaAs multiple quantum wells induced by single-cycle terahertz pulses

• DOI: 10.1063/1.3518483
• 发表时间: 2010-11-22
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Shinokita, K.;Hirori, H.;Tanaka, K.
• 通讯作者: Tanaka, K.

高強度テラヘルツ光パルス励起によるGaAs/AlGaAs多重量子井戸からの励起子発光の観測

使用高强度太赫兹光脉冲激发观察 GaAs/AlGaAs 多量子阱的激子发射

• 发表时间: 2011
• 作者: H.Hoshina;A.Hayashi;N.Miyoshi;F.Miyamaru;C.Otani;広理英基
• 通讯作者: 広理英基

観察装置

观察装置

• 发表时间: 2017

Excitonic interactions with intense terahertz pulses in ZnSe/ZnMgSSe multiple quantum wells

• DOI: 10.1103/physrevb.81.081305
• 发表时间: 2010-02-01
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Hirori, Hideki;Nagai, Masaya;Tanaka, Koichiro
• 通讯作者: Tanaka, Koichiro