複雜自適應物質研究---子計畫四：超快光譜技術應用於複雜自適應物質之物理特性之研究

Abstract

複雜自適應物質的詭異物理行為，近年來已引起凝態物理界的廣泛興 趣和研究熱潮。在本三年計畫中，我們將延續前面幾年有關利用超快光譜 技術量測高溫超導體物理特性的經驗，繼續研究一些複雜自適應物質中的 強關聯電子材料薄膜(包含鈣鈦礦超導薄膜、鈉鈷氧薄膜、鈣鈦礦磁性薄 膜、鐵磁多鐵薄膜、和其他鐵電薄膜等)、半導體薄膜和光電聚合物薄膜等 的超快光學動力學，以瞭解這些材料的基本物理特性。 使用的超快光譜量測系統除了已建立的時間解析光激發-光檢測系 統、兆赫波時域光譜量測系統外，本計畫擬建立時間解析光激發-兆赫波檢 測系統。在時間解析的激發-探測研究方面，我們將研究上述樣品的超快弛 緩行為，包含電子與聲子作用、載子弛緩行為、超導能隙與虛能隙的弛緩 行為、電子自旋、電荷和軌道弛緩行為等。 在赫波時域光譜量測研究方面，可得到樣品在兆赫波頻域內的介電特 性，包含複數折射率、介電函數和導電率等的頻譜分佈。理論上，在兆赫 波時域光譜量測系統的入射光路徑中，加一分光鏡、延遲移動平台和反射 鏡等，引導光至樣品，即可建立時析光激發-兆赫波探測量測系統。樣品受 光激發時，則可得到其實部和虛部導電率的瞬時變化率，利用此導電率動 態行為隨溫度和頻率的變化關係，可探討這些材料的基本物理特性。