非マルコフ時間領域に現れる励起子揺らぎの四光波混合測定と緩和制御法の研究

非马尔可夫时域激子涨落的四波混频测量及弛豫控制方法

基本信息

批准号：
12J09422
负责人：
田原弘量
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J09422/
关键词：
光物性励起子位相緩和量子ドット

项目摘要

位相緩和は通常、時間とともに指数的に減衰する緩和として観測される。この指数減衰緩和はマルコフ位相緩和と呼ばれ、緩和の機構にっいて詳細な議論が行われてきた。しかし位相緩和の初期には、マルコフ緩和では説明できない非マルコフ時間領域が現れる。この時間領域では複雑な緩和形状を示すため、緩和の機構について十分に理解されていない。本研究の目的は「位相緩和の初期に現れる励起子間及び励起子フォノン相互作用の微視的な機構を明らかにすること」であり、半導体中の励起子を対象として緩和初期の機構について研究を行ってきた。本年は、InAs量子ドットの励起子を対象に3つの励起パルスを用いた実験を行った。昨年行った励起子分子ビートの制御について精密な議論を行うために、2つの遅延時間差に対する依存性を解析した。本研究の方法はこれまでのコヒーレント制御法とは異なり、2つの遅延時間を調整することで振動の制御を行う。この新しい制御法により、励起子分子ビートを長時間維持し、振動の位相を制御することに成功した。次に、フォノン相互作用による非マルコフ緩和について研究を行った。位相緩和の測定には四光波混合法を用いることが一般的であるが、非マルコフ緩和は緩和の初期にしか現れないため、通常のマルコフ緩和から分離して測定することが困難である。本研究では3つの励起パルスを用いた六光波混合法によって解析を行うことでマルコフ緩和の影響を取り除くことに成功し、非常に長時間の非マルコフ時間領域を初めて観測した。この長い非マルコフ時間領域は励起子を量子ドットのポテンシャルに閉じ込めることで生じることを明らかにした。

相位弛豫通常被观察为随时间呈指数衰减的弛豫。这种指数衰减弛豫称为马尔可夫相弛豫，并且已经详细讨论了弛豫机制。然而，在相位弛豫开始时，出现了无法用马尔可夫弛豫解释的非马尔可夫时域。在这个时域中，弛豫机制尚未完全被理解，因为它表现出复杂的弛豫形状。这项研究的目的是“阐明在相弛豫早期出现的激子-激子和激子-声子相互作用的微观机制”，我们将研究半导体中激子弛豫的早期机制。去过那里。今年，我们使用三个激发脉冲对 InAs 量子点中的激子进行了实验。为了详细讨论我们去年进行的激子分子搏动的控制，我们分析了对两个延迟时间差异的依赖性。本研究的方法与传统相干控制方法的不同之处在于，它通过调整两个延迟时间来控制振动。利用这种新的控制方法，我们成功地长时间维持激子分子跳动并控制振动相位。接下来，我们研究了声子相互作用引起的非马尔可夫弛豫。四波混频通常用于测量相位弛豫，但由于非马尔可夫弛豫仅出现在弛豫的初始阶段，因此很难将其与正常马尔可夫弛豫分开测量。在这项研究中，我们通过使用三个激励脉冲的六波混合方法进行分析，成功地消除了马尔可夫弛豫的影响，并首次观察到了非常长的非马尔可夫时域。研究表明，这种长的非马尔可夫时间区域是通过将激子限制在量子点的势中而产生的。