研究

目標

  • パルスレーザー光による光誘起秩序の形成
  • 超短時間スケールにおける電子および構造のダイナミクスの解明
  • 弾性場による双安定性の制御
  • 電場印加による相関物質のスイッチング
  • 新しい物理学的描像の再構築

背景

近年、レーザー技術の著しい発達のおかげで、固体物質における超高速科学が発展してきている。 例えば、数フェムト秒程度の超短パルスを発生するレーザー光源が使用可能となり、時間分解分光の時間スケールは原子の動きよりも短くなってきている。また、瞬間的に非常に大きな電場を生み出す超強力なパルス光の発生も可能となっている。このようなレーザー光により生じる非平衡ダイナミクスは、物質を新しい相へと変換することが可能である。そして、その過程で生じる協同的相互作用は、非線形応答や閾値効果を生み出し、絶縁体から金属、非磁性体から磁性体など、マクロな物性を変化させるほどの状態変化を誘起できる。実験的にも、固体物質における電荷やスピン秩序の融解から協同的分子スイッチングまで、実に様々な現象が観測され、報告されてきている。このような中、光誘起の非平衡ダイナミクスをリアルタイムで観察できるような実験手法を用いれば、物質中の複雑な電子および格子の過程を時間経過に従ってひも解くことができると考えられる。

研究課題とメンバー(日本)

東京大学大学院理学系研究科

化学専攻 大越グループ

"固体物理化学の新しい分野展開"

大越 慎一,生井 飛鳥,吉清 まりえ,中林 耕二,中川 幸祐,井元 健太,オラフ ステファンチック,所 裕子,宮本 靖人,奈須 義総,小峯 誠也,前野 優太,中野 孝一,大野 拓郎,白石 功貴,谷口 貴信,川畑 慎太郎,緒方 惟栄 (敬称略)

物理学専攻 宮下グループ

"協力現象と相転移"

宮下 精二,森 貴司,セルヒオ アンドレス アンドラウス ロバジョ,白井 達彦,池内 光希,鳩村 拓矢,杉田 壮鑑,西野 正理(敬称略)

東京工業大学大学院理工学研究科

物質科学専攻 腰原-沖本グループ

"光誘起相転移と協力現象"

腰原 伸也,沖本 洋一,石川 忠彦,恩田 健,馬ノ段 月果(敬称略)

京都大学大学院理学研究科

物理学第一教室 田中グループ

"テラヘルツ光科学"

田中 耕一郎,有川 敬,廣理 英基(敬称略)

東北大学大学院理学研究科

物理学専攻 岩井グループ

"超高速分光"

岩井 伸一郎,伊藤 弘毅,川上 洋平(敬称略)

物理学専攻 石原グループ

"凝縮系物質の理論物理"

石原 純夫,小野 淳 (敬称略)

研究課題とメンバー(フランス)

IPR: 物理学科、UMR 6251 CNRS- レンヌ第一大学

"物質と光"、"光スイッチングと多重安定性"、"理論"

E. Collet, M. Lorenc, H. Cailleau, M. Cammarata, M. Buron, M. Servol, L. Guérin, P. Rabiller, B. Toudic, C. Mariette.

IMN: Jean Rouxel物質学科、 UMR 6502 CNRS- ナント大学

"物質とナノ構造の物理"

L. Cario, B. Corraze, E. Janod

IMMM: 分子と物質学科、UMR 6283 CNRS- メーヌ大学(ル・マン)

"凝縮系物質における光誘起ダイナミクス"

P. Ruello, T. Pezeril, V. Temnov, B. Arnaud

GEMAC: 凝縮系物質研究グループUMR 8635 CNRS- ベルサイユ・サンカンタン・アン・イヴリーヌ大学

"スイッチング可能な分子性物質の物理"

K. Boukheddaden, D. Garrot, J. Linares, G. Bouchez