量子ホール系における位相制御テラヘルツ光を用いた電子状態の量子制御

在量子霍尔系统中使用相控太赫兹光对电子态进行量子控制

基本信息

批准号：
17J09419
负责人：
内田健人
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J09419/
关键词：
テラヘルツ光物性半導体量子井戸

项目摘要

本年度は、量子ホール系をしめす半導体量子井戸での光ドレスト状態の理解を目的として、まず無磁場・非ドープ条件での、位相制御されたTHz光電場下の光学応答について、コヒーレント応答・キャリアダイナミクスの２つの側面から取り組んだ。それぞれから、光誘起非平衡状態のエネルギー構造と電子分布の情報を取り出した。前者の研究として、THz誘起サイドバンド生成の観測を行った。ヘテロダイン検波法を利用するシステムを構築し通常の手法と比べてより高感度な振幅の検出と位相情報の取り出しに成功した。この手法を用いてTHz光ドレスト状態のエネルギースペクトルを得た。スペクトルのTHz光電場依存性から、励起子のTHz光電場によるイオン化が、THz光ドレスト状態の非摂動論的な振る舞いを引き起こしていることを明らかにした。以上の結果を論文にまとめ、Physical Review B誌に出版受理された。後者の研究としてTHz光電場下での電子分布を知る上で重要である、THz誘起発光の実験を行った。ここでは電子分布の時間・空間上でのダイナミクスを調べるために金属アンテナによる電場閉じ込めと、時間・空間分解発光測定を組み合わせ、空間分解能2ミクロン・時間分解能10 psでの発光測定を実現した。THz誘起発光の初期時間に着目すると、２種類の時間領域での立ち上がり成分を示した。早い立ち上がり成分は金属アンテナ近傍でのみで生じ高いキャリア温度である一方、遅い立ち上がり成分は金属アンテナ間全体から発光し、比較的低温なキャリア温度をもつことが分かった。THz電場依存性を調べることで、早い立ち上がり成分は、THz電場によるツェナートンネリング、遅い立ち上がり成分は誘起されたキャリアのTHz電場加速によるキャリア増幅過程に起因することを明らかにした。以上の研究は、国内学会での発表を行った。

今年，为了理解代表量子厅系统的半导体量子井中的光敷料状态，我们首先在非磁和不依存条件下在相位控制的THZ光电场下解决了相干响应和载体动力学的两个方面。从它们中提取了光诱导的非平衡状态的能量结构和电子分布的信息。作为对前者的研究，我们观察到THZ诱导的边带产生。我们已经构建了一个利用异差检测方法的系统，并成功检测到幅度并以比常规方法更高的灵敏度检索相位信息。该技术用于获得THZ光学上双重状态的能量光谱。光谱的THZ光磁场依赖性表明，THZ光菲尔场对激子的电离会导致THZ光电稳定态的非扰动行为。上述结果被编译成一篇论文，并发表在《物理评论B》杂志上。作为后一项研究，我们进行了THZ诱导的发射的实验，这对于在THZ光电场下了解电子分布很重要。在这里，为了研究电子分布的时间和空间动力学，我们使用金属天线与时间和空间分辨的发光测量结合了电场限制，并以2微米的空间分辨率和10 ps的时间分辨率实现了发射测量。为了关注THZ诱导的发射的初始时间，显示了两种类型的时域中的上升成分。发现快速上升的组件仅在金属天线的附近散发出来，而缓慢上升的成分则从整个金属天线中散发出光，并且载流子温度相对较低。通过检查THZ电场的依赖性，可以发现快速上升的成分是由THZ电场引起的Zener隧道引起的，并且缓慢上升的成分是由载体扩增过程引起的，这是由于载体的THZ电场加速度引起的。上述研究是在国内学术会议上提出的。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Coherent detection of THz-induced sideband emission from excitons in the nonperturbative regime

非微扰状态下激子太赫兹引起的边带发射的相干检测

DOI：
10.1103/physrevb.97.165122
发表时间：
2018
期刊：
PHYSICAL REVIEW B
影响因子：
3.7
作者：
K. Uchida;T. Otobe;T. Mochizuki;C. Kim;M. Yoshita;K. Tanaka;H. Akiyama;L. N. Pfeiffer;K. W. West;and H. Hirori
通讯作者：
and H. Hirori

Subcycle Control of Optical Response by Using a Terahertz Excitonic Dressed State

使用太赫兹激子修饰态对光学响应进行子周期控制

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Egawa Shinichi;Murakami Aya;Sasaki Hiroyuki;Hideki Hirori
通讯作者：
Hideki Hirori

GaAsにおけるTHz誘起発光現象の時間・空間分解測定

GaAs 中太赫兹诱导发光现象的时间和空间分辨测量

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yasuyuki Sanari;Yasuyuki Sanari;Yasuyuki Sanari;Takashi Arikawa;有川敬;有川敬;白神慧一郎;永井恒平;市井智章;市井智章;高畑光善;内田健人
通讯作者：
内田健人

THz-induced nonlinear effect in GaAs

GaAs 中太赫兹引起的非线性效应

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
K. Uchida;T. Otobe;T. Mochizuki;C. Kim;M. Yoshita;K. Tanaka;H. Akiyama;L. N. Pfeiffer;K. W. West;and H. Hirori;K. Uchida
通讯作者：
K. Uchida