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武田・片山・嵐田研究室紹介TAKEDA, KATAYAMA & ARASHIDA Laboratory

超高速で運動するさまを実時間で可視化する技術を開発し、光パルスによる物質の制御、物性操作を目指します。

研究室HP  :http://www.ultrafast.ynu.ac.jp/
                  http://www.laser-nanoscience.ynu.ac.jp/en/

キーワード:レーザー、フェムト秒、テラヘルツ、イメージング、コヒーレント制御、光ナノ計測研究拠点

研究概要

位相制御した光・テラヘルツ波を駆使して、光誘起非線形・非平衡現象を超高速で可視化し制御する分光技術を開発する。とくに、限界駆動時に露わになる不可逆光誘起現象(光誘起相変化、光分解・光重合、酸化還元反応など)をシングルショットで可視化し制御する技術及び位相制御テラヘルツ波とSTM(Scanning Tunneling Microscope)を組み合わせた超高速ナノ空間制御技術の確立を目指します。

研究成果

  • “Real-space coherent terahertz manipulation of electrons in a single tunnel junction”, K. Yoshioka, I. Katayama, Y. Minami, M. Kitajima, S. Yoshida, H. Shigekawa and J. Takeda, Nat. Photonics, accepted. (共著)
  • “Terahertz-field-induced nonlinear electron delocalization in Au nanostructures”, K. Yoshioka, Y. Minami, K. Shudo, T. D. Dao, T. Nagao, M. Kitajima, J. Takeda, and I. Katayama, Nano Lett. 15, pp. 1036-1040 (2015). (共著)
  • “Ultrafast crystalline-to-amorphous phase transition in Ge2Sb2Te5 chalcogenide alloy thin film using single-shot imaging spectroscopy”, J. Takeda, W. Oba, Y. Minami, T. Saiki and I. Katayama, Appl. Phys. Lett. 104, 261903/1-261903/4 (2014). (共著)
  • Single-Shot Time-Frequency Imaging Spectroscopy Using an Echelon Mirror, Opt. Lett. 37 (2012) pp. 1118-1120.(共著)
  • “Ferroelectric soft mode in a SrTiO3 thin-film impulsively driven to the anharmonic regime using intense picosecond terahertz pulses”, I. Katayama, H. Aoki, J. Takeda, H. Shimosato, M. Ashida, R. Kinjo, I. Kawayama, M. Tonouchi, M. Nagai and K. Tanaka, Phys. Rev. Lett. 108, 097401/1-097401/5 (2012).(共著)
  • Ultrafast Dynamics of Surface-Enhanced Raman Scattering Due to Au Nanostructures, Nano Lett. 11 (2011) pp. 2648-2654.(共著)
 

エシェロンを用いたシングルショット分光:エシェロンによりプローブ光に空間的に遅延時間(Δt)を付与し、光・テラヘルツ波が誘起する非平衡現象の時間・周波数特性を2次元検出器(2D-CCD & spectrometer)によりシングルショットで可視化する。

位相制御テラヘルツ波による超高速ナノ空間マニュピュレーション:位相制御したシングルサイクルテラヘルツ電場の探針増強により、世界最高強度の電場を生成し、超高速でナノ空間の電子運動や相変化ダイナミクスを制御する。