電子振動周期860アト秒、GaN半導体で初観測：周波数はペタヘルツへ、半導体の新機能引き出す（2/2 ページ）

NTTと東京理科大学は2016年4月、窒化ガリウム（GaN）半導体において、アト秒時間で振動する電子運動を観測することに初めて成功した。観測した振動周期は860アト秒で、周波数は1.16PHz（ペタヘルツ）に相当する。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

単一アト秒パルス発生には、DOG法を使用

　単一アト秒パルス発生には、DOG（Double Optical Gate）法を用いた。これは、2波長（近赤外と紫外）の基本波を利用した2色合成ゲート法と、楕円偏光ゲート法を融合した手法である。さまざまな波長帯域で、単一アト秒パルスを選択的に発生させることができ、物性調査に適した技術だという。今回は、真空紫外領域（中心光子エネルギーは20eV）の単一アト秒パルスを、過渡吸収分光法に用いた。この単一アト秒パルスは、アルゴンガスを相互作用媒質として発生させた。なお、実験に用いた単一アト秒パルスは、パルス幅を660アト秒とし、860アト秒より短く抑えた。

単一アト秒パルス発生の概要 （クリックで拡大） 出典：NTT

アト秒ストリーク法で測定した波形の例 （クリックで拡大） 出典：NTT

　研究グループは、半導体電子系の超高周波応答の電子振動について、さらなる解析を行っていく。さらに、今回計測した分極に伴う電子移動は、反射や吸収、屈折などさまざまな物理現象を引き起こすことが分かっており、新たな応用に向けて研究開発を継続していく予定である。