物性実験II

超高速分光

教員

教授/岩井 伸一郎 HP
助教/伊藤 弘毅 助教/川上 洋平

研究について

現代の光科学は、物質の性質を調べるという従来の枠組みを超えて、光で新しい物質相を創り、制御する、よりアクティブでダイナミックな領域へと広がりつつあります。このような展開は、光を用いた物性物理や材料科学への新しいアプローチであるのと同時に、超高速、大容量の光通信、光コンピューティングを目指す社会的要請に沿ったものです。

本研究室では、世界最高レベルのフェムト秒(fs)パルスレーザー光、テラヘルツ(THz)光などの最先端のレーザー技術を駆使して、物質中の電子やスピンの秩序やフォノン(格子振動)の光マニピュレーションに挑みます。物質開拓や理論の研究グループとの共同研究により、絶縁体-金属転移のほか、強誘電性、強磁性、超伝導など様々な物性の超高速光制御を実現し、物性物理と光科学を結ぶ新しい領域の開拓を目指します。

(1) 強相関電子系における光誘起相転移の探索
有機分子性結晶、3d 遷移金属酸化物などの強相関電子系における光誘起相転移(光による電子的、磁気的秩序の融解や再構築)の探索を、広帯域(可視~中赤外)100 fs分光によって行う。

(2) 赤外モノサイクルパルス(<10 fs)による光誘起相転移初期過程の解明
赤外光領域において世界最短のパルス(電場振動の1~3サイクル)光源を開発し、光誘起相転移の初期過程(光照射によってつくられるコヒーレントな電子分極が、電子間相互作用や電子‐格子相互作用を経て、電子相転移や構造相転移へ至るダイナミクス)を超高速スナップショット観測により明らかにする。

(3) 広帯域、高強度THz過渡分光による、光誘起相の電子状態の解明と制御
THz領域のポンププローブ分光によって、電荷やスピン秩序の集団運動やフォノンに関係した低エネルギー励起の観測と光制御をおこなう。

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