テラヘルツ（ＴＨｚ）波パルスは、新光源である。このテラヘルツ波パルスを用いることで、従来では全く不可能であった低エネルギー領域（テラヘルツ領域）において、超高速時間分解測定を行うことが可能になった。 テラヘルツパルスは、可視光に比べて、３００分の１程度の小さいエネルギーであり、従来では間接的に見ていた低エネルギー領域の情報をダイレクトに観測することが可能である。 例えば、伝導電子の情報をダイレクトに観測することも可能であり、フェムト秒・ピコ秒領域にて、複素電気伝導度を観測できるという優れた特性を持つ。 伝導電子の他にも、フォノンやマグノン、プラズモンなど興味深い対象も多い。
下に示したのは、二酸化バナジウム ( VO2) に、室温にて、800nm の光を照射した際に生じる光誘起絶縁体金属転移の様子を、テラヘルツ波ポンププローブ法で測定したものである。 VO2 は340Kで、絶縁体金属転移およびパイエルス転移を示すことが知られている物質である。 この物質に800 nm の光を照射することで、テラヘルツ波パルスの透過率が劇的に下がっている様子が観測された。つまり電気伝導度が増加 ＝金属相が生成 されている状態を反映している。また、励起強度をあげるにつれて、その変化は顕著になっており、閾値的な振る舞いを示すことが観測された。
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VO2における直流電気抵抗とテラヘルツ波の透過率の温度依存性
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二酸化バナジウム(VO2)におけるテラヘルツ波ポンプローブ測定
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３４０K付近で、絶縁体金属転移をしめすことが分かる。
テラヘルツ波の透過率が電気抵抗のおおきさを反映していることがよくわかる。 |
レーザーの照射(0ps)直後、テラヘルツ波の透過率が急激に減少(＝金属相の出現) していく様子が観測された。
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