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【24h】

シリコン結晶において準粒子が誕生する瞬間の観察に成功--電子波と格子波の量子干渉ダイナミクスに新たな知見

机译:成功观察准粒子在硅晶体中诞生的时刻-电子波和晶格波的量子干涉动力学的新发现

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摘要

シリコンのような結晶は、規則正しく並んだ原子の集団(格子)とそれらを結び付ける電子からなっており、それらの相互作用は通常10フェムト秒(1フェムト秒fs=10~(-15)秒)台でおき、非常に高速の現象であるため、これまで観測できませんでした。 本研究では、10fsのパルスレーザーを用いて時間領域測定法であるポンプ·プローブ分光測定を行うことにより、この時間の壁を突破し、シリコン結晶中の電子と格子間の相互作用をfs時間領域で観測することに世界で初めて成功しました。 観測は,パルス幅約10fs、中心波長約400nmのパルスレーザーを光源として、時間分解電気一光学検出法を用いて行いました。試料は、n-Si(ドープ量~1x10~(15)cm~(-3))を用いました。 本検出法は、格子波と電子波の位相の揃った応答成分だけを選択的に引き出す方法で、これまでより2桁以上も高い精度の実験を行うことができました。
机译:诸如硅之类的晶体由规则排列的原子(晶格)和连接它们的电子组成,它们之间的相互作用通常在10飞秒(1飞秒fs = 10〜(-15)秒)的范围内。这是一个非常快的现象,所以直到现在我还无法观察到它。在这项研究中,我们通过使用10 fs脉冲激光进行泵探针光谱测量(这是一种时域测量方法)来突破这个时间障碍,而fs时域则是电子和硅晶体中晶格之间的相互作用。我成功地观察了。使用时间分辨电子单峰检测方法,使用脉冲宽度为约10fs且中心波长为约400nm的脉冲激光进行观察。使用的样品是n-Si(掺杂量〜1x10〜(15)cm〜(-3))。该检测方法是仅选择性地提取晶格波和电子波的相位对齐的响应分量的方法,并且可以以比以前高两个数量级的精度进行实验。

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