コヒーレントフォノンについて(第44回 物性若手夏の学校(1999年度),講義ノート)

Abstract

フェムト秒パルスレーザーを半導体や半金属などの実励起キャリアを伴う試料に照射する事によって、その試料中に位相の揃ったフォノンが発生する。このフォノンはコヒーレントフォノンと呼ばれている。コヒーレントフォノンは、ポンプ・プローブ法を用い反射率や透過率の時間変化を見る事で、フォノンによる振動現象を時間領域で直接観測する事ができる。時間分解4光波混合法で測定される誘電体などの透明試料中のコヒーレントフォノンは、そのコヒーレントフォノンの性質や生成・検出過程については、十分議論されている。しかしながら、フェムト秒パルスレーザーに対して不透明な試料である半導体や半金属などの実励起キャリアを伴う試料におけるコヒーレントフォノンの研究は近年始まったばかりで、黎明期にあると思われる。そのため、実励起キャリアを伴うことによって生成されるコヒーレントフォノンの物理的性質が現在でもあまり良く分かっておらず、赤外やラマン散乱分光法などで観測される通常の熱平衡状態のフォノンとどのように違うのか定かでない。また、このコヒーレントフォノンの生成過程や検出過程についても不明な点が多い。本ゼミでは、半導体や半金属中に観測されるコヒーレントフォノンを対象とし、現在までに明らかになっている内容を紹介しながら、コヒーレントフォノンの性質、生成・検出機構などについて議論して行きたい。