研究者情報

マスター

アカウント（マスター）

• 氏名

  松田　理(マツダ　オサム), マツダ　オサム

所属（マスター）

• 工学研究院　応用物理学部門　量子物性工学分野

所属（マスター）

• 工学研究院　応用物理学部門　量子物性工学分野

独自項目

syllabus

• 2021, 先端系物性工学特論, Advanced Physics and Technology of Materials, 修士課程, 工学院, 光の伝播、光と物質の相互作用、固体のバンド構造と光学的性質
• 2021, 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, Inter-Graduate School Classes(General Subject):Natural and Applied Sciences, 修士課程, 大学院共通科目, 電磁気学、分極、波動方程式、等方性・異方性、光の反射・透過
• 2021, 大学院共通授業科目（一般科目）：自然科学・応用科学, Inter-Graduate School Classes(General Subject):Natural and Applied Sciences, 修士課程, 大学院共通科目, optical spectra, metals, semiconductors, dielectrics, direct transition, indirect transition
• 2021, 先端系物性工学特論, Advanced Physics and Technology of Materials, 博士後期課程, 工学院, 光の伝播、光と物質の相互作用、固体のバンド構造と光学的性質
• 2021, 物理学Ⅰ, Physics I, 学士課程, 全学教育, 運動、力、運動の法則、仕事、エネルギー、運動量、保存則、剛体、流体、単振動、音と光、干渉、回折
• 2021, 現代物理学概論, Introduction to Modern Physics, 学士課程, 工学部, 量子力学、光の粒子性、物質の波動性、特殊相対性理論、物性物理学

researchmap

プロフィール情報

学位

• 理学博士（1991年03月 大阪大学）

プロフィール情報

• 姓

  松田, マツダ

• 名

  理, オサム

• ID各種

  200901046965701506

対象リソース

http://kino-ap.eng.hokudai.ac.jp

業績リスト

研究キーワード

• フォトルミネッセンス   カルコゲナイド   ポンプ・プローブ法   ピコ秒レーザー音響法   非破壊検査   電子格子相互作用   表面音響波   カンチレバーダイナミクス   原子間力顕微鏡   アモルファス   励起子   イメージング   走査プローブ顕微鏡   干渉計   異方性   吸着力   剪断音響波   2次元イメージング   ヘテロダイン検出法   緩和過程   液体中の音響波   UFM   時間分解測定   フォースカーブ   励起電子緩和過程   局所弾性率   キャリア輸送   差分法解析   フォノン物性   半導体物性   走査型プローブ顕微鏡   超高速分光   固体物性   

研究分野

• ナノテク・材料 / 応用物理一般
• ナノテク・材料 / 光工学、光量子科学

経歴

• 2022年04月 - 現在 北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門 教授
• 2007年04月 - 2022年03月 北海道大学大学院工学研究院応用物理学部門 准教授
• 1998年05月 - 2007年03月 北海道大学工学部応用物理学科 助教授
• 1991年04月 - 1998年04月 大阪大学理学部物理学科 助手

受賞

• 1994年10月 日本真空協会 第19回熊谷記念真空科学論文賞
   GaAs(110)微傾斜面上のAlGaAs分子線成長と量子細線構造の形成 

  受賞者: 中島 尚男;木村 憲泰;佐藤 正道;岩根 正晃;井上 恒一;前橋 兼三;長谷川 繁彦;松田 理;邑瀬 和生

論文

• Semiconductor physics: Plasma, thermal, elastic, and acoustic phenomena

  J. Zakrzewski, M. Pawlak, O. Matsuda, D. Todorovic, J. Liu

  Journal of Applied Physics 2024年09月28日
• Time-resolved imaging of GHz acoustic vibrations at arbitrary frequencies using asynchronous periodic probe laser pulses

  Osamu Matsuda, Shohei Ueno, Motonobu Tomoda, Paul H. Otsuka, Oliver B. Wright

  Applied Physics Letters 2024年07月29日
• Phononic band calculations and experimental imaging of topological boundary modes in a hexagonal flexural wave machine

  Hayato Takeda, Ryoya Minami, Osamu Matsuda, Oliver B. Wright, Motonobu Tomoda

  Applied Physics Express 2024年01月01日
• Tomographic reconstruction of picosecond acoustic strain pulses using automated angle-scan probing with visible light

  Motonobu Tomoda, Hiroyuki Matsuo, Osamu Matsuda, Roberto Li Voti, Oliver B. Wright

  Photoacoustics 2023年12月
• Spectral analysis of amplitude and phase echoes in picosecond ultrasonics for strain pulse shape determination

  Takehiro Tachizaki, Jeremy J. Baumberg, Osamu Matsuda, Motonobu Tomoda, Hirotsugu Ogi, Oliver B. Wright

  Photoacoustics 34 100566 - 100566 2023年12月
• Optical polarization perturbed by shear strains of ultrasonic bulk waves in anisotropic semiconductors: Multiphysics modeling and optoacoustic validation

  Yi He, Hoon Sohn, Osamu Matsuda, Zhongqing Su

  Photoacoustics 2023年08月
• Imaging phonon eigenstates and elucidating the energy storage characteristics of a honeycomb-lattice phononic crystal cavity

  P.H. Otsuka, R. Chinbe, M. Tomoda, O. Matsuda, Y. Tanaka, D.M. Profunser, S. Kim, H. Jeon, I.A. Veres, A.A. Maznev, O.B. Wright

  Photoacoustics 2023年06月
• Time-domain Brillouin imaging of sound velocity and refractive index using automated angle scanning

  Motonobu Tomoda, Akihisa Kubota, Osamu Matsuda, Yoshihiro Sugawara, Oliver B. Wright

  Photoacoustics 2023年06月
• Sound velocity mapping from GHz Brillouin oscillations in transparent materials by optical incidence from the side of the sample

  Motonobu Tomoda, Akira Toda, Osamu Matsuda, Vitalyi E. Gusev, Oliver B. Wright

  Photoacoustics 30 100459 - 100459 2023年04月
• Refraction, beam splitting and dispersion of GHz surface acoustic waves by a phononic crystal

  Osamu Matsuda, Hiroaki Koga, Hiroki Nishita, Motonobu Tomoda, Paul H. Otsuka, Oliver B. Wright

  Photoacoustics 2023年04月
• Tapered rainbow metabeam for wideband multimode acoustic blocking based on quadruple-mode resonators

  Hayato Takeda, Eikai Murakami, Motonobu Tomoda, Osamu Matsuda, Kentaro Fujita, Oliver B. Wright

  Applied Physics Letters 2022年09月26日
• Compact acoustic metamaterial based on the 3D Mie resonance of a maze ball with an octahedral structure

  Ting Zhang, Eun Bok, Motonobu Tomoda, Osamu Matsuda, Jianzhong Guo, Xiaojun Liu, Oliver B Wright

  Applied Physics Letters 120 16 161701 - 161701 2022年04月18日
• Specular Acoustic Vibrational Wave Transmissions with the Presence of Phononic Bandgaps

  Hai Jun Cho, Yuzhang Wu, Jiajun Qi, Yuna Kim, Hiromichi Ohta, Osamu Matsuda

  Journal of the Physical Society of Japan 91 1 2022年01月15日
• Gigahertz Optomechanical Photon–Phonon Transduction between Nanostructure Lines

  Yuta Imade, Vitalyi E. Gusev, Osamu Matsuda, Motonobu Tomoda, Paul H. Otsuka, Oliver B. Wright

  Nano Letters 21 14 6261 - 6267 2021年07月28日
• Coherent phonon detection gated by transient spin-polarized electrons

  C. Li, R. T. Harley, P. G. Lagoudakis, O. B. Wright, O. Matsuda

  Physical Review B 2021年06月01日
• Optical generation and detection of gigahertz shear acoustic waves in solids assisted by a metallic diffraction grating

  Osamu Matsuda, Kandai Tsutsui, Gwenaëlle Vaudel, Thomas Pezeril, Kentaro Fujita, Vitalyi Gusev

  Physical Review B 2020年06月22日 [査読有り][通常論文]
  
• Wave-canceling acoustic metarod architected with single material building blocks

  Akira Ogasawara, Kentaro Fujita, Motonobu Tomoda, Osamu Matsuda, Oliver B. Wright

  Applied Physics Letters 116 24 241904 - 241904 2020年06月15日 [査読有り][通常論文]
  
• Giant extraordinary transmission of acoustic waves through a nanowire

  T. Devaux, H. Tozawa, P. H. Otsuka, S. Mezil, M. Tomoda, O. Matsuda, E. Bok, S. H. Lee, O. B. Wright

  Science Advances 6 10 2020年03月04日 [査読有り][通常論文]
  
• Perfect acoustic bandgap metabeam based on a quadruple-mode resonator array

  Kentaro Fujita, Motonobu Tomoda, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda

  Applied Physics Letters 115 8 081905-1 - 5 2019年08月19日 [査読有り][通常論文]
  
• Confinement of acoustic fields in a honeycomb phononic crystal slab

  Paul H. Otsuka, Sorasak Danworaphong, Istvan Veres, Oliver B. Wright, Ryota Chinbe, Motonobu Tomoda, Yukihiro Tanaka, Sihan H. Kim, Osamu Matsuda, Heonsu S. Jeon

  Proceeding - 5th International Conference on Engineering, Applied Sciences and Technology, ICEAST 2019 2019年07月01日 

  We demonstrate the nement of acoustic waves in a microscopic phononic crystal slab consisting of a honeycomb array of holes in silicon. The acoustic field is measured on the sample surface at frequencies up to 1GHz by means of an ultrafast optical technique. Using temporal Fourier transforms, the confinement is shown to depend on frequency, and a phononic band gap is identified. Finite element simulations are performed and used to analyze the results.
• Imaging gigahertz zero-group-velocity Lamb waves

  Qingnan Xie, Sylvain Mezil, Paul H. Otsuka, Motonobu Tomoda, Jérôme Laurent, Osamu Matsuda, Zhonghua Shen, Oliver B. Wright

  Nature Communications 10 1 2228-1 - 12 2019年05月20日 [査読有り][通常論文]
  
• Time-resolved imaging of GHz acoustic waves in two-dimensional phononic crystals with an arbitrary-frequency technique

  Osamu Matsuda, Hiroki Muramoto, Hiroki Nishita, Kentaro Fujita, Motonobu Tomoda, Oliver B. Wright

  Proceedings of the International Congress on Acoustics 2019- 8209 - 8211 2019年 

  By irradiating a medium with picosecond light pulses one can generate GHz surface acoustic waves. Their propagation can be monitored in the time domain with delayed probe light pulses. In addition, by spatially scanning the probe light focusing position, it is possible to monitor the spatiotemporal variation of the acoustic field. This can be used to study acoustic properties such as the dispersion relation of the surface acoustic waves in a medium. For such measurements, a periodic source of light pulses with a repetition rate of around 80 MHz is usually used, and so the frequency of the generated acoustic waves is limited to integer multiples of the repetition rate. We recently developed a technique to generate and detect arbitrary acoustic frequency components through the intensity modulation of the excitation, i.e. pump, light pulse train. In this paper, this arbitrary-frequency imaging technique is applied to study the acoustic properties of two- dimensional phononic crystals. The sample contains a square array of micron-scale holes on a Si substrate, and exhibits a phononic band gap around 0.5 GHz. We will present experimental results concerning acoustic wave propagation at frequencies around the phononic band gap.
• Time-domain imaging of gigahertz surface waves on an acoustic metamaterial

  Osamu Matsuda

  New Journal of Physics 20 1 013026-1 - 12 2018年01月22日 [査読有り][通常論文]
   

  We extend time-domain imaging in acoustic metamaterials to gigahertz frequencies. Using a sample consisting of a regular array of ∼1 μm diameter silica microspheres forming a two-dimensional triangular lattice on a substrate, we implement an ultrafast technique to probe surface acoustic wave propagation inside the metamaterial area and incident on the metamaterial from a region containing no microspheres, which reveals the acoustic metamaterial dispersion, the presence of band gaps and the acoustic transmission properties of the interface. A theoretical model of this locally resonant metamaterial based on normal and shear-rotational resonances of the spheres fits the data well. Using this model, we show analytically how the sphere elastic coupling parameters influence the gap widths.
• Time-domain Brillouin scattering assisted by diffraction gratings

  Matsuda, O., Pezeril, T., Chaban, I., Fujita, K., Gusev, V.

  Physical Review B 97 6 064301-1 - 11 2018年 [査読有り][通常論文]
   

  Absorption of ultrashort laser pulses in a metallic grating deposited on a transparent sample launches coherent compression/dilatation acoustic pulses in directions of different orders of acoustic diffraction. Their propagation is detected by delayed laser pulses, which are also diffracted by the metallic grating, through the measurement of the transient intensity change of the first-order diffracted light. The obtained data contain multiple frequency components, which are interpreted by considering all possible angles for the Brillouin scattering of light achieved through multiplexing of the propagation directions of light and coherent sound by the metallic grating. The emitted acoustic field can be equivalently presented as a superposition of plane inhomogeneous acoustic waves, which constitute an acoustic diffraction grating for the probe light. Thus the obtained results can also be interpreted as a consequence of probe light diffraction by both metallic and acoustic gratings. The realized scheme of time-domain Brillouin scattering with metallic gratings operating in reflection mode provides access to wide range of acoustic frequencies from minimal to maximal possible values in a single experimental optical configuration for the directions of probe light incidence and scattered light detection. This is achieved by monitoring the backward and forward Brillouin scattering processes in parallel. Potential applications include measurements of the acoustic dispersion, simultaneous determination of sound velocity and optical refractive index, and evaluation of samples with a single direction of possible optical access.
• Active chiral control of GHz acoustic whispering-gallery modes

  Sylvain Mezil, Kentaro Fujita, Paul H. Otsuka, Motonobu Tomoda, Matt Clark, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda

  Applied Physics Letters 111 14 144103 - 144103 2017年10月02日 [査読有り][通常論文]
   

  We selectively generate chiral surface-acoustic whispering-gallery modes in the gigahertz range on a microscopic disk by means of an ultrafast time-domain technique incorporating a spatial light modulator. Active chiral control is achieved by making use of an optical pump spatial profile in the form of a semicircular arc, positioned on the sample to break the symmetry of clockwise-and counterclockwise-propagating modes. Spatiotemporal Fourier transforms of the interferometrically monitored two-dimensional acoustic fields measured to micron resolution allow individual chiral modes and their azimuthal mode order, both positive and negative, to be distinguished. In particular, for modes with 15-fold rotational symmetry, we demonstrate ultrafast chiral control of surface acoustic waves in a micro-acoustic system with picosecond temporal resolution. Applications include nondestructive testing and surface acoustic wave devices. Published by AIP Publishing.
• Gigahertz optomechanical modulation by split-ring-resonator nanophotonic meta-atom arrays

  Osamu Matsuda

  Nano Letters 17 11 6684 - 6689 2017年09月15日 [査読有り][通常論文]
   

  Using polarization-resolved transient reflection spectroscopy, we investigate a metasurface consisting of coherently vibrating nanophotonic U-shaped split-ring meta-atoms that exhibit colocalized optical and mechanical resonances. With an array of these resonators formed of gold on glass, essentially miniature tuning forks, we monitor the visible-pump induced gigahertz oscillations in reflected infrared light intensity to probe the multimodal vibrational response. Numerical simulations of the associated transient deformations and strain fields elucidate the complex nanomechanical dynamics contributing to the ultrafast optical modulation and point to the role of acousto-plasmonic interactions through the opening and closing motion of the SRR gaps as the dominant effect. Applications include ultrafast acoustooptic modulator design and sensing.
• Elucidating gigahertz acoustic modulation of extraordinary optical transmission through a two-dimensional array of nano-holes

  Ulbricht, R., Sakuma, H., Imade, Y., Otsuka, P. H., Tomoda, M., Matsuda, O., Kim, H., Park, G. W., Wright, O. B.

  Applied Physics Letters 110 9 091910-1 - 5 2017年 [査読有り][通常論文]
   

  The ultrafast modulation of light transmitted by a metamaterial making up an extraordinary optical transmission geometry is investigated by means of optical pump-probe spectroscopy. Using a sample consisting of a lattice of square nano-holes in a gold film on a glass substrate, we monitor the high-frequency oscillations in the intensity of transmitted infrared light. A variety of gigahertz acoustic modes, involving the opening and shutting motion of the holes as well as the straining of the glass substrate below the holes, are revealed to be active in the optical modulation. Numerical simulations of the transient deformations and strain fields elucidate the nature of the vibrational modes contributing most strongly to the variations in optical transmission, and point to the hole-area modulation as the dominant effect. Potential applications include ultrafast acousto-optic modulators. Published by AIP Publishing.
• Optical tracking of picosecond coherent phonon pulse focusing inside a sub-micron object.

  Dehoux T, Ishikawa K, Otsuka PH, Tomoda M, Matsuda O, Fujiwara M, Takeuchi S, Veres IA, Gusev VE, Wright OB

  Light, science & applications 5 5 e16082  2016年05月 [査読有り][通常論文]
  
• Theory for optical detection of picosecond shear acoustic gratings

  Kouyate, Mansour, Pezeril, Thomas, Gusev, Vitalyi, Matsuda, Osamu

  Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics 33 12 2634 - 2648 2016年 [査読有り][通常論文]
   

  A theoretical formalism describing the heterodyne detection of plane inhomogeneous shear acoustic waves by probe laser-induced gratings is developed. An inhomogeneous plane shear acoustic wave is a purely shear wave with a plane phase front and mechanical displacement vector, which is sinusoidally spatially modulated in magnitude. It could be generated by laser-induced gratings and could be useful for the acoustic testing of sub-micrometer thick membranes and coatings in the gigahertz frequency range. The theory reveals the potential advantages and disadvantages of this wave application in non-destructive testing of materials and fundamental research from the point of view of the feasibility of their experimental detection. (C) 2016 Optical Society of America
• Optical tracking of picosecond coherent phonon pulse focusing inside a sub-micron object

  Dehoux, Thomas, Ishikawa, Kenichi, Otsuka, Paul H., Tomoda, Motonobu, Matsuda, Osamu, Fujiwara, Masazumi, Takeuchi, Shigeki, Veres, Istvan A., Gusev, Vitalyi E., Wright, Oliver B.

  Light-Science & Applications 5 E16082-1 - 7 2016年 [査読有り][通常論文]
   

  By means of an ultrafast optical technique, we track focused gigahertz coherent phonon pulses in objects down to sub-micron in size. Infrared light pulses illuminating the surface of a single metal-coated silica fibre generate longitudinal-phonon wave packets. Reflection of visible probe light pulses from the fibre surface allows the vibrational modes of the fibre to be detected, and Brillouin optical scattering of partially transmitted light pulses allows the acoustic wavefronts inside the transparent fibre to be continuously monitored. We thereby probe acoustic focusing in the time domain resulting from generation at the curved fibre surface. An analytical model, supported by three-dimensional simulations, suggests that we have followed the focusing of the acoustic beam down to a similar to 150-nm diameter waist inside the fibre. This work significantly narrows the lateral resolution for focusing of picosecond acoustic pulses, normally limited by the diffraction limit of focused optical pulses to similar to 1 mu m, and thereby opens up a new range of possibilities including nanoscale acoustic microscopy and nanoscale computed tomography.
• Extraordinary transmission of gigahertz surface acoustic waves

  Mezil, Sylvain, Chonan, Kazuki, Otsuka, Paul H., Tomoda, Motonobu, Matsuda, Osamu, Lee, Sam H., Wright, Oliver B.

  Scientific Reports 6 33380-1 - 11 2016年 [査読有り][通常論文]
   

  Extraordinary transmission of waves, i.e. a transmission superior to the amount predicted by geometrical considerations of the aperture alone, has to date only been studied in the bulk. Here we present a new class of extraordinary transmission for waves confined in two dimensions to a flat surface. By means of acoustic numerical simulations in the gigahertz range, corresponding to acoustic wavelengths lambda similar to 3-50 mu m, we track the transmission of plane surface acoustic wave fronts between two silicon blocks joined by a deeply subwavelength bridge of variable length with or without an attached cavity. Several resonant modes of the structure, both one-and two-dimensional in nature, lead to extraordinary acoustic transmission, in this case with transmission efficiencies, i.e. intensity enhancements, up to similar to 23 and similar to 8 in the two respective cases. We show how the cavity shape and bridge size influence the extraordinary transmission efficiency. Applications include new metamaterials and subwavelength imaging.
• Optical characterization of phononic crystals in the time domain

  Osamu Matsuda, Oliver B. Wright

  Phononic Crystals: Fundamentals and Applications 192 - 213 2015年07月28日 [査読有り][通常論文]
  
• 18aCF-13 サブGHz帯任意周波数音響ウィスパリングギャラリーモードの時間分解イメージング

  松田 理, Mezil Sylvain, Otsuka Paul H., 兼子 翔伍, Wright Oliver B., 友田 基信

  日本物理学会講演概要集 70 1253 - 1253 一般社団法人日本物理学会 2015年
• Wideband fluorescence-based thermometry by neural network recognition: Photothermal application with 10 ns time resolution

  Liu, Liwang, Zhong, Kuo, Munro, Troy, Alvarado, Salvador, Cote, Renaud, Creten, Sebastiaan, Fron, Eduard, Ban, Heng, Van der Auweraer, Mark, Roozen, N. B., Matsuda, Osamu, Glorieux, Christ

  Journal of Applied Physics 118 18 184906-1 - 12l 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  Neural network recognition of features of the fluorescence spectrum of a thermosensitive probe is exploited in order to achieve fluorescence-based thermometry with an accuracy of 200mK with 100MHz bandwidth, and with high robustness against fluctuations of the probe laser intensity used. The concept is implemented on a rhodamine B dyed mixture of copper chloride and glycerol, and the temperature dependent fluorescence is investigated in the temperature range between 234K and 311 K. The spatial dependence of the calibrated amplitude and phase of photothermally induced temperature oscillations along the axis of the excitation laser are determined at different modulation frequencies. The spatial and frequency dependence of the extracted temperature signals is well fitted by a 1D multi-layer thermal diffusion model. In a time domain implementation of the approach, the gradual temperature rise due to the accumulation of the DC component of the heat flux supplied by repetitive laser pulses as well the immediate transient temperature evolution after each single pulse is extracted from acquired temporal sequences of fluorescence spectra induced by a CW green laser. A stroboscopic implementation of fluorescence thermometry, using a pulsed fluorescence evoking probe laser, is shown to achieve remote detection of temperature changes with a time resolution of 10 ns. (C) 2015 AIP Publishing LLC.
• Watching surface waves in phononic crystals

  Wright, Oliver B., Matsuda, Osamu

  Philosophical Transactions of the Royal Society a-Mathematical Physical and Engineering Sciences 373 2049 20140364-1 - 18 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  In this paper, we review results obtained by ultrafast imaging of gigahertz surface acoustic waves in surface phononic crystals with one- and two-dimensional periodicities. By use of quasi-point-source optical excitation, we show how, from a series of images that form a movie of the travelling waves, the dispersion relation of the acoustic modes, their corresponding mode patterns and the position and widths of phonon stop bands can be obtained by temporal and spatio-temporal Fourier analysis. We further demonstrate how one can follow the temporal evolution of phononic eigenstates in k-space using data from phononic-crystal waveguides as an example. (C) 2015 The Author(s) Published by the Royal Society. All rights reserved.
• Time-Resolved Gigahertz Acoustic Wave Imaging at Arbitrary Frequencies

  Matsuda, Osamu, Kaneko, Shogo, Wright, Oliver B., Tomoda, Motonobu

  Ieee Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and Frequency Control 62 3 584 - 595 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  We describe a way to generate and detect arbitrary frequency components in time-resolved surface acoustic wave imaging based on optical pumping and probing with a periodic light source. The detailed theory of the technique, based on beam modulation and Fourier analysis, for a variety of possible experimental configurations is presented, followed by experimental data for a glass substrate covered with a thin gold film. We show how the acoustic dispersion relation can be obtained to arbitrary frequency resolution, not limited by the laser pulse repetition rate.
• Three-dimensional imaging of biological cells with picosecond ultrasonics

  Danworaphong, Sorasak, Tomoda, Motonobu, Matsumoto, Yuki, Matsuda, Osamu, Ohashi, Toshiro, Watanabe, Hiromu, Nagayama, Masafumi, Gohara, Kazutoshi, Otsuka, Paul H., Wright, Oliver B.

  Applied Physics Letters 106 16 163701-1 - 5 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  We use picosecond ultrasonics to image animal cells in vitro-a bovine aortic endothelial cell and a mouse adipose cell-fixed to Ti-coated sapphire. Tightly focused ultrashort laser pulses generate and detect GHz acoustic pulses, allowing three-dimensional imaging (x, y, and t) of the ultrasonic propagation in the cells with similar to 1 mu m lateral and similar to 150 nm depth resolutions. Time-frequency representations of the continuous-wavelet-transform amplitude of the optical reflectivity variations inside and outside the cells show GHz Brillouin oscillations, allowing the average sound velocities of the cells and their ultrasonic attenuation to be obtained as well as the average bulk moduli. (C) 2015 AIP Publishing LLC.
• Imaging of transient surface acoustic waves by full-field photorefractive interferometry

  Xiong, Jichuan, Xu, Xiaodong, Glorieux, Christ, Matsuda, Osamu, Cheng, Liping

  Review of Scientific Instruments 86 5 053107-1 - 8 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  A stroboscopic full-field imaging technique based on photorefractive interferometry for the visualization of rapidly changing surface displacement fields by using of a standard charge-coupled device (CCD) camera is presented. The photorefractive buildup of the space charge field during and after probe laser pulses is simulated numerically. The resulting anisotropic diffraction upon the refractive index grating and the interference between the polarization-rotated diffracted reference beam and the transmitted signal beam are modeled theoretically. The method is experimentally demonstrated by full-field imaging of the propagation of photoacoustically generated surface acoustic waves with a temporal resolution of nanoseconds. The surface acoustic wave propagation in a 23 mm x 17 mm area on an aluminum plate was visualized with 520 x 696 pixels of the CCD sensor, yielding a spatial resolution of 33 mu m. The short pulse duration (8 ns) of the probe laser yields the capability of imaging SAWs with frequencies up to 60 MHz. (C) 2015 AIP Publishing LLC.
• Imaging arbitrary acoustic whispering-gallery modes in the gigahertz range with ultrashort light pulses

  Mezil, Sylvain, Otsuka, Paul H., Kaneko, Shogo, Wright, Oliver B., Tomoda, Motonobu, Matsuda, Osamu

  Optics Letters 40 10 2157 - 2160 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  Using an ultrafast optical technique with enhanced frequency control, we image surface-acoustic whispering-gallery-like modes in a microscopic disk at various frequencies up to 1 gigahertz (GHz), allowing experimental determination of their dispersion. This is made possible by intensity-modulated optical pumping and probing with a periodic femtosecond light source. Spatiotemporal Fourier transforms of the two-dimensional acoustic fields measured to micron resolution allow us to isolate individual whispering-gallery modes of first and second radial order as well as their mode patterns and Q factors to unprecedented frequency resolution. We thereby demonstrate arbitrary-frequency ultrafast control and imaging of a micro-acoustic system with an optical time-resolved technique. Applications include quality control of surface acoustic wave filters in telecommunications. (C) 2015 Optical Society of America
• Fundamentals of picosecond laser ultrasonics

  Matsuda, Osamu, Larciprete, Maria Cristina, Li Voti, Roberto, Wright, Oliver B.

  Ultrasonics 56 3 - 20 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  The aim of this article is to provide an introduction to picosecond laser ultrasonics, a means by which gigahertz-terahertz ultrasonic waves can be generated and detected by ultrashort light pulses. This method can be used to characterize materials with nanometer spatial resolution. With reference to key experiments, we first review the theoretical background for normal-incidence optical detection of longitudinal acoustic waves in opaque single-layer isotropic thin films. The theory is extended to handle isotropic multilayer samples, and is again compared to experiment. We then review applications to anisotropic samples, including oblique-incidence optical probing, and treat the generation and detection of shear waves. Solids including metals and semiconductors are mainly discussed, although liquids are briefly mentioned. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
• Effect of excitation point on surface phonon fields in phononic crystals in real- and k-space

  Otsuka, P. H., Chinbe, R., Tomoda, M., Matsuda, O., Veres, I. A., Lee, J. -H., Yoon, J. -B., Wright, O. B.

  Journal of Applied Physics 117 24 245308-1 - 6 2015年 [査読有り][通常論文]
   

  We investigate surface phonon propagation in a triangular-lattice phononic crystal of microscopic holes in a gold-coated polymer by time-resolved two-dimensional imaging and by finite-element simulations at sub-gigahertz frequencies. The simulations allow the effects of exciting different points in the crystal lattice to be studied in real space, and also in k-space by spatiotemporal Fourier analysis. The acoustic field in a sub-surface plane below the reach of the holes is also revealed in real-and k-spaces. In addition, we demonstrate pitfalls in the analysis of k-space data when searching for the presence of band gaps. Applications include surface-acoustic wave filter quality control. (C) 2015 AIP Publishing LLC.
• Nanoscale mechanical contacts mapped by ultrashort time-scale electron transport

  Tomoda, M., Dehoux, T., Iwasaki, Y., Matsuda, O., Gusev, V. E., Wright, O. B.

  Scientific Reports 4 4790-1 - 5 2014年 [査読有り][通常論文]
   

  Mechanical contacts are crucial to systems in engineering, electronics and biology. The microscopic nature of the contacting surfaces determines how they mesh on the nanoscale. There is thus much interest in methods that can map the actual area of two surfaces in contact-the real contact area during the loading or unloading phases. We address this problem using an ultrafast optical technique to generate non-equilibrium electrons that diffuse across a nanoscale mechanical contact between two thin gold films deposited on sapphire. We image this process in the contact and near-contact regions to micron resolution in situ using transient optical reflectivity changes on femtosecond time scales. By use of a model of the ultrashort-time electron dynamics, we account for an up to similar to 40%dropin the transient optical reflectivity change on contact. We thereby show how the real contact area of a nanoscale contact can be mapped. Applications include the probing of microelectronic mechanical devices.
• A method for the frequency control in time-resolved two-dimensional gigahertz surface acoustic wave imaging

  Kaneko, S., Tomoda, M., Matsuda, O.

  Aip Advances 4 1 017124-1 - 8 2014年 [査読有り][通常論文]
   

  We describe an extension of the time-resolved two-dimensional gigahertz surface acoustic wave imaging based on the optical pump-probe technique with periodic light source at a fixed repetition frequency. Usually such imaging measurement may generate and detect acoustic waves with their frequencies only at or near the integer multiples of the repetition frequency. Here we propose a method which utilizes the amplitude modulation of the excitation pulse train to modify the generation frequency free from the mentioned limitation, and allows for the first time the discrimination of the resulted upper- and lower-side-band frequency components in the detection. The validity of the method is demonstrated in a simple measurement on an isotropic glass plate covered by a metal thin film to extract the dispersion curves of the surface acoustic waves. (C) 2014 Author(s). All article content, except where otherwise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported License.
• Imaging acoustic waves in microscopic wedges

  Tomoda, Motonobu, Matsueda, Shinnosuke, Otsuka, Paul H., Matsuda, Osamu, Veres, Istvan A., Gusev, Vitalyi E., Wright, Oliver B.

  New Journal of Physics 16 103029-1 - 9 2014年 [査読有り][通常論文]
   

  Using an ultrafast optical technique we image near-gigahertz flexural acoustic waves propagating in a thin gold wedge deposited on an ultrathin silicon nitride slab. Temporal Fourier transforms of the imaged data in two dimensions allow individual frequencies to be accessed. The wave fronts associated with antisymmetric Lamb waves bend towards the thin end of the wedge. This behaviour is mimicked with an analytical model based on sections of a linear wedge. We also conduct numerical simulations which show good agreement with the experimental results.
• Ultrafast ellipsometric interferometry for direct detection of coherent phonon strain pulse profiles

  Matsuda, O., Tomoda, M., Tachizaki, T., Koiwa, S., Ono, A., Aoki, K., Beardsley, R. P., Wright, O. B.

  Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics 30 7 1911 - 1921 2013年 [査読有り][通常論文]
   

  We describe an ultrafast optical technique to quantitatively detect picosecond ultrasonic displacements of solid surfaces, thus giving access to the longitudinal strain pulse shape. Transient optical reflectance changes recorded at oblique optical incidence with a common-path interferometric configuration based on ultrafast ellipsometry monitor gigahertz coherent phonon pulses. We demonstrate for a tungsten film the quantitative extraction of the strain pulse shape free of distortions arising from the photoelastic effect, and analyze the results with the two-temperature model to obtain the value g approximate to 3 x 10(17) Wm(-3) K-1 for the electron-phonon coupling constant. Analysis of the data also reveals a thermo-optic contribution. (C) 2013 Optical Society of America
• Mapping gigahertz vibrations in a plasmonic-phononic crystal

  Kelf, T. A., Hoshii, W., Otsuka, P. H., Sakuma, H., Veres, I. A., Cole, R. M., Mahajan, S., Baumberg, J. J., Tomoda, M., Matsuda, O., Wright, O. B.

  New Journal of Physics 15 023013-1 - 14 2013年 [査読有り][通常論文]
   

  We image the gigahertz vibrational modes of a plasmonic-phononic crystal at sub-micron resolution by means of an ultrafast optical technique, using a triangular array of spherical gold nanovoids as a sample. Light is strongly coupled to the plasmonic modes, which interact with the gigahertz phonons by a process akin to surface-enhanced stimulated Brillouin scattering. A marked enhancement in the observed optical reflectivity change at the centre of a void on phononic resonance is likely to be caused by this mechanism. By comparison with numerical simulations of the vibrational field, we identify resonant breathing deformations of the voids and elucidate the corresponding mode shapes. We thus establish scanned optomechanical probing of periodic plasmonic-phononic structures as a new means of investigating their coupled excitations on the nanoscale. © IOP Publishing Ltd and Deutsche Physikalische Gesellschaft.
• Complex band structures of two dimensional phononic crystals: Analysis by the finite element method

  Veres, I. A., Berer, T., Matsuda, O.

  Journal of Applied Physics 114 8 083519-1 - 11 2013年 [査読有り][通常論文]
   

  In this work, the calculation of complex band structures of two-dimensional bulk phononic crystals (2DPCs) is discussed by the finite element method. A modification of the classical ω (k) approach - calculating the unknown frequencies for a real wave number - is modified to a k (ω) solution, which allows the evaluation of complex wave numbers for real frequencies. The dispersion relation of a 2DPC in a square lattice is presented and it is shown that the problem reduces to a polynomial eigenvalue problem with quadratic and quartic eigenvalue problems in the Γ - X - M - Γ directions. The developed method is applied for solid-vacuum PCs made of isotropic materials consisting cylindrical holes. Complex dispersion diagrams are calculated with various Poisson's ratios and the mode shapes of the propagating and the evanescent modes are presented. The significance of the complex bands is discussed. © 2013 AIP Publishing LLC.
• Bulk and surface acoustic wave phenomena in crystals: Observation and interpretation

  Every, A. G., Maznev, A. A., Grill, W., Pluta, M., Comins, J. D., Wright, O. B., Matsuda, O., Sachse, W., Wolfe, J. P.

  Wave Motion 50 8 1197 - 1217 2013年 [査読有り][通常論文]
   

  Crystal acoustics is a field that has engaged the attention of theoreticians and experimentalists alike for decades and more. Many striking effects have been revealed, and elegant analytical techniques applied to their interpretation. This article is oriented towards the experimental aspects of the field and the interpretation of the phenomena that have been observed. Particular attention is given to reviewing the techniques that have probed the intricacy of acoustic wave propagation in crystals, including phonon imaging, laser- and capillary-fracture-generated ultrasound, transmission acoustic microscopy and surface Brillouin scattering, and a selection of results obtained with these techniques is presented. Some of these studies pertain to bulk waves and others to surface acoustic waves. The interpretation of far-field observations is carried out within the ray approximation, and elastodynamic Green's functions are invoked in the interpretation of near-field results. Extensive use is made of the acoustic-slowness and wave surfaces, in particular features such as acoustic axes, with their attendant polarization singularities, and folds in the wave surface. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.
• Broadband evolution of phononic-crystal-waveguide eigenstates in real- and k-spaces

  Otsuka, P. H., Nanri, K., Matsuda, O., Tomoda, M., Profunser, D. M., Veres, I. A., Danworaphong, S., Khelif, A., Benchabane, S., Laude, V., Wright, O. B.

  Scientific Reports 3 3351-1 - 5 2013年 [査読有り][通常論文]
   

  Control of sound in phononic band-gap structures promises novel control and guiding mechanisms. Designs in photonic systems were quickly matched in phononics, and rows of defects in phononic crystals were shown to guide sound waves effectively. The vast majority of work in such phononic guiding has been in the frequency domain, because of the importance of the phononic dispersion relation in governing acoustic confinement in waveguides. However, frequency-domain studies miss vital information concerning the phase of the acoustic field and eigenstate coupling. Using a wide range of wavevectors k, we implement an ultrafast technique to probe the wave field evolution in straight and L-shaped phononic crystal surface-phonon waveguides in real- and k-space in two spatial dimensions, thus revealing the eigenstate-energy redistribution processes and the coupling between different frequency-degenerate eigenstates. Such use of k-t space is a first in acoustics, and should have other interesting applications such as acoustic-metamaterial characterization.
• Watching GHZ ultrasonic waves in K-space

  Oliver B. Wright, Paul H. Otsuka, Keisuke Nanri, Motonobu Tomoda, Osamu Matsuda, Dieter M. Profunser, Istvan A. Veres, Sorasak Danworaphong, Abdelkrim Khelif, Sarah Benchabane, Vincent Laude

  20th International Congress on Sound and Vibration 2013, ICSV 2013 3 2638 - 2639 2013年 

  Waveguide devices for Controlling the path of propagation of surface acoustic waves can be created by introducing defects in a phononic crystal. Such waveguides show more complex dispersion than conventional waveguides, and are useful in applications such as signal processing. Here we present spatio-temporal Fourier analysis of real-time imaging and simulation of laser-induced surface acoustic waves at frequencies up to ∼ 1 GHz in phononic crystal waveguides formed by machining microscopic holes in a silicon slab. In particular we analyse our results as movies in k-space, revealing the effects of diffraction, reflection, waveguiding and attenuation in a particularly simple way.
• Complexity of band structures: Finite element calculation of complex band structures for one and two dimensional phononic crystals

  Istvan A. Veres, Thomas Berer, Osamu Matsuda

  IEEE International Ultrasonics Symposium, IUS 729 - 732 2013年 [査読有り][通常論文]
   

  The calculation of complex band structures for surface gratings (one dimensional phononic crystals) and for two dimensional phononic crystals is discussed in the presented paper. We show an extension of the finite element method and the semi-analytical finite element method based on the dynamic condensation to achieve this aim. Complex band structures are particularly important for surface gratings, since the folded surface waves become evanescent beyond the sound cone. This behavior and the complex interconnections between the real propagating modes are discussed. The presence of an evanescent mode within the complete stop band is shown for surface gratings. This describes the spatial decay of the elastic waves inside the stop band. The presented method is extended for two dimensional phononic crystals with square lattices whereby the different orientations of the wave vector lead to polynomial eigenvalue problems including quadratic and quartic eigenvalue problems. © 2013 IEEE.
• Thermoelastic Model for Impulsive Stimulated Scattering Monitoring the Evolution from Capillary to Rayleigh Type Wave Propagation on the Surface of Viscoelastic Materials Throughout the Glass Transition

  Sermeus, J., Matsuda, O., Salenbien, R., Verstraeten, B., Fivez, J., Glorieux, C.

  International Journal of Thermophysics 33 10-11 2145 - 2158 2012年 [査読有り][通常論文]
   

  In recent decades, the impulsive stimulated scattering (ISS) method, which is based on photothermal and photoacoustic phenomena, has been successfully used to simultaneously investigate the thermal and elastic properties in a four-wave mixing configuration, both in transmission in semitransparent materials and on reflecting surfaces of solids. In this report, an extension of the technique is proposed to study a laser-induced thermoelastic response at the free surface of glass-forming liquids. The employed all-optical configuration allows extraction of information about the acoustic shear modulus in the MHz frequency range, and hence is complementary to the classical ISS configuration in the transmission mode, which is suitable to study the relaxation of the longitudinal acoustic modulus, and to another earlier reported ISS configuration, which is exciting and probing laser-induced thermoelastic phenomena at a liquid-solid interface. A theoretical model is presented and numerically illustrated for the glass transition of glycerol, and experimentally validated for water at room temperature.
• Point source in a phononic grating: stop bands give rise to phonon-focusing caustics

  Veres, I. A., Profunser, D. M., Maznev, A. A., Every, A. G., Matsuda, O., Wright, O. B.

  New Journal of Physics 14 123015-1 - 28 2012年 [査読有り][通常論文]
   

  We use locally-excited gigahertz surface phonon wavepackets in microscopic line structures of different pitches to reveal profound anisotropy in the radiation pattern of a point source in a grating. Time-domain data obtained by an ultrafast optical imaging technique and by numerical simulations are Fourier transformed to obtain frequency-filtered real-space acoustic field patterns and k-space phononic band structure. The numerically-obtained k-space images are processed to reveal an intriguing double-horn structure in the lowest-order group-velocity surface, which explains the observed non-propagation sectors bounded by caustics, noted at frequencies above the bottom of the first stop band. We account for these phonon-focusing effects, analogous to collimation effects previously observed in two-and three-dimensional lattices, with a simple analytical model of the band structure based on a plane wave expansion. As the frequency is increased, a transition to dominant waveguiding effects along the lines is also documented.
• Vibrational modes of GaAs hexagonal nanopillar arrays studied with ultrashort optical pulses

  Sakuma, Hirotaka, Tomoda, Motonobu, Otsuka, Paul H., Matsuda, Osamu, Wright, Oliver B., Fukui, Takashi, Tomioka, Katsuhiro, Veres, Istvan A.

  Applied Physics Letters 100 13 131902-1 - 3 2012年 [査読有り][通常論文]
   

  We investigate the vibrational modes of a triangular array of anisotropic, hexagonal GaAs nanopillars on a GaAs substrate through ultrafast changes in optical reflectivity. By comparison with simulations, we identify GHz resonances, mode shapes, and damping. In addition, by varying the pillar diameter, height, and pitch, we distinguish collective and localized modes. A proper understanding of substrate-attached nanostructure dynamics will lead to better characterization of nanosensors based on perturbations to vibrational resonances. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.3696380]
• Focusing and subwavelength imaging of surface acoustic waves in a solid-air phononic crystal

  Veres, I. A., Berer, T., Matsuda, O., Burgholzer, P.

  Journal of Applied Physics 112 5 053504-1 - 7 2012年 [査読有り][通常論文]
   

  Focusing and subwavelength imaging of surface acoustic waves (SAWs) through a phononic crystal flat lens are discussed in the presented work. Experimental and numerical wave fields are obtained in the time-domain by an optical technique and by numerical simulations. Spatial distributions of the acoustic field are accessed using a temporal Fourier transform. The revealed focusing of the elastic waves in the first band of the crystal is governed by the concave equifrequency contour of the leaky-Rayleigh wave. The spatial distributions of the experimental and numerical acoustic fields also unfold subwavelength imaging of SAWs. Numerical simulations show that the imaging quality can be improved by embedding the flat lens into a medium with higher wave velocity. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.4747931]
• Dynamic visualization of surface phonons in phononic crystals

  Wright, Oliver B., Veres, Istvan A., Profunser, Dieter M., Matsuda, Osamu, Culshaw, Brian, Lang, Udo

  Chinese Journal of Physics 49 1 16 - 22 2011年 [査読有り][通常論文]
  
• Real-time imaging of acoustic rectification

  Danworaphong, S., Kelf, T. A., Matsuda, O., Tomoda, M., Tanaka, Y., Nishiguchi, N., Wright, O. B., Nishijima, Y., Ueno, K., Juodkazis, S., Misawa, H.

  Applied Physics Letters 99 20 201910-1 - 3 2011年 [査読有り][通常論文]
   

  We image gigahertz surface acoustic waves normally incident on a microscopic linear array of triangular holes-a generic "acoustic diode" geometry-with a real-time ultrafast optical technique. Spatiotemporal Fourier transforms reveal wave diffraction orders in k-space. Squared amplitude reflection and transmission coefficients for incidence on both sides of the array are evaluated and compared with numerical simulations. We thereby directly demonstrate acoustic rectification with an asymmetric structure. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3662930]
• Ultrafast Vibrations of Gold Nanorings

  Kelf, T. A., Tanaka, Y., Matsuda, O., Larsson, E. M., Sutherland, D. S., Wright, O. B.

  Nano Letters 11 9 3893 - 3898 2011年 [査読有り][通常論文]
   

  We investigate the vibrational modes of gold nanorings on a silica substrate with an ultrafast optical technique. By comparison with numerical simulations, we identify several resonances in the gigahertz range associated with axially symmetric deformations of the nanoring and substrate. We elucidate the corresponding mode shapes and find that the substrate plays an important role in determining the mode damping. This study demonstrates the need for a plasmonic nano-optics approach to understand the optical excitation and detection mechanisms for the vibrations of plasmonic nanostructures.
• Real-time Simulations and Experiments on Surface Acoustic Wave Scattering in Periodic Microstructures

  Veres, Istvan A., Profunser, Dieter M., Wright, Oliver B., Matsuda, Osamu, Culshaw, Brian

  Chinese Journal of Physics 49 1 534 - 541 2011年 [査読有り][通常論文]
  
• Mapping the band structure of a surface phononic crystal

  Maznev, A. A., Wright, O. B., Matsuda, O.

  New Journal of Physics 13 013037-1 - 11 2011年 [査読有り][通常論文]
   

  We map the band structure of surface acoustic modes of a periodic array of copper lines embedded in a SiO2 film on a silicon substrate by means of the laser-induced transient grating technique. A detailed map of the lowest sheet of the omega(k) surface and partial maps of two higher-order sheets are obtained. We discuss the topology of the omega(k) surface and explain how it arises from the Rayleigh and Sezawa modes of the film/substrate system. In the vicinity of the bandgap formed at the Brillouin zone boundary, the first and second dispersion sheets take the form of a saddle and a bowl, respectively, in agreement with a weak perturbation model. The shape of the third dispersion sheet, however, appears to defy expectations based on the perturbation approach. In particular, it contains minima located off the symmetry directions, which implies the existence of zero group velocity modes with an obliquely directed wavevector.
• Dynamic imaging of surface acoustic waves in phononic crystals

  Oliver B. Wright, Istvan A. Veres, Dieter M. Profunser, Osamu Matsuda, Brian Culshaw, Udo Lang

  SMART NANO-MICRO MATERIALS AND DEVICES 8204 820425-1 - 6 2011年 [査読無し][通常論文]
   

  Using ultrashort pulsed optical excitation and interferometric detection, we image ultrahigh- frequency surface acoustic waves on two-dimensional (2D) phononic crystals in the time domain. The samples consist of a square lattice of air-filled holes etched in a silicon substrate. Good agreement with time-domain finite element numerical simulations is obtained. The dispersion relation is derived and stop bands are revealed by means of Fourier transforms. The wave fields corresponding to acoustic eigenmodes at specific frequencies are also presented.
• Visualization of negative refraction of surface acoustic waves by numerical simulations and experiments

  Istvan A. Veres, Bernhard Reitinger, Thomas Berer, Peter Burgholzer, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda

  2011 IEEE INTERNATIONAL ULTRASONICS SYMPOSIUM (IUS) 2011 Vol.2 1312 - 1315 2011年 [査読無し][通常論文]
   

  We investigate numerically and experimentally the negative refraction of surface acoustic waves in two-dimensional phononic crystals in the MHz range. We performed high-performance time-domain simulations of propagating broadband surface acoustic waves with the Finite Element Method (FEM) and spatio-temporal imaging by means of pulsed optical excitation and interferometric detection. Experimental and numerical evidence is found for negative refraction from surface wave focusing at particular frequencies after wave propagation through a parallel-sided phononic crystal layer. Obliquely incident plane waves on a phononic crystal were also investigated by numerical simulations. The transmitted waves show a clear shift of the wave front at particular frequencies, providing further evidence for negative refraction of the surface acoustic waves.
• Interferometric imaging of surface acoustic waves on a glass sphere

  Otsuka, P. H., Matsuda, O., Tomoda, M., Wright, O. B.

  Journal of Applied Physics 108 12 123508-1 - 5 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  We use an ultrafast optical pump and probe technique to investigate the propagation of subgigahertz surface acoustic waves on a 1 mm diameter glass sphere with an aluminum coating. A fiber-based pump setup generates the surface waves and a common-path interferometer images them in the time domain over the sphere surface as they pass through the pole opposite the source of excitation. Fourier analysis allows the acoustic spectrum of the acoustic source to be extracted and waves traveling in opposite directions to be isolated. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3517076]
• Time resolved imaging of carrier and thermal transport in silicon

  Hurley, D. H., Wright, O. B., Matsuda, O., Shinde, S. L.

  Journal of Applied Physics 107 2 023521-1 - 5 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  We use ultrashort optical pulses to microscopically image carrier and thermal diffusion in two spatial dimensions in pristine and mechanically polished surfaces of crystalline silicon. By decomposing changes in reflectivity in the latter sample into a transient component that varies with delay time and a steady-state component that varies with pump chopping frequency, the influence of thermal diffusion is isolated from that of carrier diffusion and recombination. Additionally, studies using carrier injection density as a parameter are used to clearly identify the carrier recombination pathway.
• Optical generation of surface acoustic waves guided at the linear boundary between two thin films

  Maznev, A. A., Kelf, Timothy A., Tomoda, Motonobu, Matsuda, Osamu, Wright, Oliver B.

  Journal of Applied Physics 107 3 033521-1 - 5 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  Laser-induced transient grating measurements and ultrafast optical pump-probe imaging of surface acoustic waves near a linear boundary between copper and silica films on a silicon substrate indicate the presence of a boundary-localized mode with a phase velocity slightly below the Rayleigh wave velocity on the copper film. We analyze in detail the dispersion of this localized mode in comparison with that of the Rayleigh waves in the surrounding materials. The existence of the localized mode is ascribed to the nonuniformity of the copper film thickness near its edge resulting from polishing during fabrication.
• Acoustic whispering-gallery modes generated and dynamically imaged with ultrashort optical pulses

  Tachizaki, Takehiro, Matsuda, Osamu, Maznev, Alex A., Wright, Oliver B.

  Physical Review B 81 16 165434-1 - 5 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  Broadband coherent surface phonon wave packets up to 1 GHz in a microscopic embedded disk are excited and dynamically imaged with ultrashort optical pulses. We isolate a whispering-gallery-like mode using a technique involving quadrature detection of the out-of-plane surface motion on modulating the optical excitation beam. The eigenmode distribution is obtained from spatiotemporal Fourier transforms and a radial-azimuthal decomposition demonstrates the selective excitation of a mode with 26-fold rotational symmetry and allows an estimate of the cavity Q factor to be made.
• Imaging gigahertz surface acoustic waves through the photoelastic effect

  Saito, Taiki, Matsuda, Osamu, Tomoda, Motonobu, Wright, Oliver B.

  Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics 27 12 2632 - 2638 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  This paper presents experiments and in-depth analysis of the imaging of surface acoustic waves by means of the photoelastic effect. Gigahertz surface acoustic waves, generated by optical pump pulses in a thin gold film on a glass substrate, are imaged in the time domain by monitoring ultrafast changes in optical reflectivity. We demonstrate how images of the in-plane acoustic shear strain component can be obtained by measurements with two different optical probe pulse polarizations incident from the substrate side. (C) 2010 Optical Society of America
• Imaging GHz-THz acoustic wave propagation in thin films and microstructures

  Osamu Matsuda, Oliver B. Wright

  Journal of the Vacuum Society of Japan 53 5 336 - 343 2010年 [査読有り][通常論文]
   

  Ultrashort light pulses absorbed in a medium generate both bulk and surface acoustic waves: we focus here on imaging the surface waves and on monitoring the bulk acoustic waves that propagate in the depth direction. This is done in the time domain by delayed probe light pulses. For the bulk acoustic waves, the generated frequency ranges up to 1 THz. Some studies concerning the ultrafast electron-phonon relaxation in metal films, high frequency generation in semiconductor quantum wells, and high frequency shear acoustic wave generation and detection are reviewed here. For the surface acoustic waves the generated frequency ranges up to 1 GHz, and time-resolved two-dimensional images of the propagation are obtained with micron lateral spatial resolution. This imaging method is applied to anisotropic crystals and phononic crystals to elucidate their acoustic properties.
• Vibrations of microspheres probed with ultrashort optical pulses (vol 34, pg 3740, 2009)

  Dehoux, T., Kelf, T. A., Tomoda, M., Matsuda, O., Wright, O. B., Ueno, K., Nishijima, Y., Juodkazis, S., Misawa, H., Tournat, V., Gusev, V. E.

  Optics Letters 35 7 940 - 940 2010年 [査読有り][通常論文]
  
• 薄膜および微細構造におけるGHz--THz音響波伝播のイメージング

  松田 理, ライト オリバー B

  真空 53 5 336 - 343 2010年 [査読有り][通常論文]
  
• Real-time simulations and experiments on ultrahigh frequency surface waves in micro-structured phononic crystals

  VERES Istvan A, PROFUNSER Dieter M, WRIGHT Oliver B, MATSUDA Osamu, LANG Udo

  IEEE Int Ultrason Symp 2009 Vol.2 1032 - 1035 2009年09月 [査読無し][通常論文]
  
• Vibrations of microspheres probed with ultrashort optical pulses

  Dehoux, T., Kelf, T. A., Tomoda, M., Matsuda, O., Wright, O. B., Ueno, K., Nishijima, Y., Juodkazis, S., Misawa, H., Tournat, V., Gusev, V. E.

  Optics Letters 34 23 3740 - 3742 2009年 [査読有り][通常論文]
   

  We use ultrashort optical pulses to excite and detect vibrations of single silica spheres with a diameter of 5 mu m placed at the surface of an acoustically mismatched substrate. In addition to the photoelastic detection of picosecond longitudinal acoustic pulses propagating inside the bulk, we detect gigahertz acoustic resonances of the sphere through probe beam defocusing. The mode frequencies are in close accord with those calculated from the elastic vibrations of a free sphere. We also record a resonant enhancement in the amplitude of specific modes of two touching spheres. (C) 2009 Optical Society of America
• Dynamic visualization of surface acoustic waves on a two-dimensional phononic crystal

  Profunser, Dieter M., Muramoto, Eiji, Matsuda, Osamu, Wright, Oliver B., Lang, Udo

  Physical Review B 80 1 014301-1 - 7 2009年 [査読有り][通常論文]
   

  Surface acoustic wave propagation on a microscopic two-dimensional phononic crystal consisting of a square lattice of holes is imaged in two dimensions and in real time at frequencies up to 1 GHz by means of pulsed ultrashort optical excitation and detection. The acoustic dispersion relation obtained by spatiotemporal Fourier transforms shows the opening of stop bands at the zone boundaries for surface waves traveling parallel to the phononic crystal axes. We detect pronounced Bloch harmonics above the stop band, and reveal the spatial mode distributions at different frequencies. We also observe phonon collimation for frequencies at which the constant-frequency surfaces become square in shape.
• Imaging carrier and phonon transport in Si using ultrashort optical pulses

  D. H. Hurley, O. B. Wright, O. Matsuda, Brian E. McCandless, Subhash Shinde

  ULTRAFAST PHENOMENA IN SEMICONDUCTORS AND NANOSTRUCTURE MATERIALS XIII 7214 2009年 [査読有り][通常論文]
   

  A series of experiments have been conducted that microscopically image thermal diffusion and surface acoustic phonon propagation within a single crystallite of a polycrystalline Si sample. The experimental approach employs ultrashort optical pulses to generate an electron-hole plasma and a second probe pulse is used to image the evolution of the plasma. By decomposing the signal into a component that varies with delay time and a steady state component that varies with pump modulation frequency, the respective influence of carrier recombination and thermal diffusion are identified. Additionally, the coherent surface acoustic phonon component to the signal is imaged using a Sagnac interferometer to monitor optical phase.
• 3P1-18

  Tomoda Motonobu, Matsueda Shinnosuke, Wright Oliver B, Matsuda Osamu, Nishijima Yoshiaki, Ueno Kosei, Saulius Juodkazis, Misawa Hiroaki

  Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 2009年 [査読無し][通常論文]
  
• Optical excitation and detection of picosecond acoustic pulses in liquid mercury

  Wright, O. B., Perrin, B., Matsuda, O., Gusev, V. E.

  Physical Review B 78 2 024303-1 - 11 2008年07月25日 [査読有り][通常論文]
   

  Ultrashort optical pulses are used to excite and interferometrically detect picosecond longitudinal-acoustic pulses in thin films of liquid mercury sandwiched between sapphire plates. We show that the shape of the strain pulses in the mercury can be directly measured through ultrafast changes in optical reflectivity. By analyzing consecutive acoustic echoes, we derive the dispersion of the ultrasonic attenuation and sound velocity for this liquid at frequencies up to 10 GHz. Significant effects of structural relaxation are observed and are compared to a simple model that indicates the presence of picosecond relaxation times in mercury. © 2008 The American Physical Society.
• Coherent shear phonon generation and detection with picosecond laser acoustics

  Matsuda, O., Wright, O. B., Hurley, D. H., Gusev, V., Shimizu, K.

  Physical Review B 77 22 224110-1 - 16 2008年 [査読有り][通常論文]
   

  Measurements on a film of silica on crystalline zinc using picosecond laser acoustics are theoretically analyzed to quantitatively explain the generation and detection of picosecond shear and longitudinal-acoustic waves. The theory encompasses the scattering of obliquely incident probe light of arbitrary polarization by a depth-dependent anisotropic permittivity modulation in a multilayer, including terms arising from the photoelastic effect, interface displacements, and local rotations. Sound velocities, ultrasonic attenuation, and photoelastic constants are experimentally derived.
• Coherent control of gigahertz surface acoustic and bulk phonons using ultrafast optical pulses

  Hurley, D. H., Lewis, R., Wright, O. B., Matsuda, O.

  Applied Physics Letters 93 11 1131011 - 3 2008年 [査読有り][通常論文]
   

  We demonstrate the coherent generation and control of gigahertz acoustic phonons with ultrafast optical pulses. Two distinct acoustic phonon modes, a surface acoustic phonon mode and a longitudinal acoustic phonon mode, are generated simultaneously by irradiating nanolithographic absorption gratings on semiconductor substrates. Two material systems are examined: suboptical wavelength aluminum absorption gratings on Si and GaAs substrates. Constructive and complete destructive interference conditions are demonstrated using two pump pulses derived from a single Michelson interferometer. (C) 2008 American Institute of Physics.
• Real-time imaging of acoustic waves on a bulk acoustic resonator

  Fujikura, Takashi, Matsuda, Osamu, Profunser, Dieter M., Wright, Oliver B., Masson, Jeremy, Ballandras, Sylvain

  Applied Physics Letters 93 26 261101-1 - 3 2008年 [査読有り][通常論文]
   

  Time resolved images of acoustic waves in the 100 MHz-2.2 GHz range are obtained for an electrically excited thin-film bulk acoustic wave resonator by means of an ultrafast optical technique. Electrical pulses, synchronized to ultrashort laser pulses, piezoelectrically excite the device, and synchronous near-infrared laser pulses interferometrically detect surface motion. The frequency dispersion is extracted using spatiotemporal Fourier transforms, revealing both longitudinal and surface acoustic modes.
• Optical excitation and detection of picosecond acoustic pulses in liquid mercury

  Wright, O. B., Perrin, B., Matsuda, O., Gusev, V. E.

  Physical Review B 78 2 2008年 [査読有り][通常論文]
   

  Ultrashort optical pulses are used to excite and interferometrically detect picosecond longitudinal-acoustic pulses in thin films of liquid mercury sandwiched between sapphire plates. We show that the shape of the strain pulses in the mercury can be directly measured through ultrafast changes in optical reflectivity. By analyzing consecutive acoustic echoes, we derive the dispersion of the ultrasonic attenuation and sound velocity for this liquid at frequencies up to 10 GHz. Significant effects of structural relaxation are observed and are compared to a simple model that indicates the presence of picosecond relaxation times in mercury.
• Seeking shear waves in liquids with picosecond ultrasonics

  M. E. Msall, O. B. Wright, O. Matsuda

  12TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON PHONON SCATTERING IN CONDENSED MATTER (PHONONS 2007) 92 012026-1 - 4 2007年 [査読有り][通常論文]
   

  Picosecond shear acoustic pulses can be generated in solids using ultrashort optical pulses. Here we use this technique to seek high frequency shear waves in water, ethylene glycol and glycerol while simultaneously measuring high frequency longitudinal wave velocity and attenuation. We use a silica thin film on (114) GaAs to generate shear and longitudinal acoustic pulses at frequencies up to similar to 50 GHz by ultrashort pulsed optical excitation. The acoustic pulses are transmitted into adjacent liquids, and are detected through variations in the optical reflectivity. Although we could not detect shear waves in these liquids, we did detect gigahertz longitudinal elastic stiffening.
• Tomographic reconstruction of picosecond acoustic strain propagation

  Tomoda, Motonobu, Matsuda, Osamu, Wright, Oliver B., Voti, Roberto Li

  Applied Physics Letters 90 4 041114-1 - 3 2007年 [査読有り][通常論文]
   

  By means of an ultrafast optical technique, picosecond acoustic strain pulses in a transparent medium are tomographically visualized. The authors reconstruct strain pulses in Au-coated glass from time-domain reflectivity changes as a function of the optical angle of incidence, with similar to 1 ps temporal and similar to 100 nm spatial resolutions. (c) 2007 American Institute of Physics.
• A Green's function method for surface acoustic waves in functionally graded materials

  Matsuda, Osamu, Glorieux, Christ

  Journal of the Acoustical Society of America 121 6 3437 - 3445 2007年 [査読有り][通常論文]
   

  Acoustic wave propagation in anisotropic media with one-dimensional inhomogeneity is discussed. Using a Green's function approach, the wave equation with inhomogeneous variation of elastic property and mass density is transformed into an integral equation, which is then solved numerically. The method is applied to find the dispersion relation of surface acoustic waves for a medium with continuously or discontinuously varying elastic property and mass density profiles. (c) 2007 Acoustical Society of America.
• Microscale multiple scattering of coherent surface acoustic wave packets probed with gigahertz time-reversal acoustics

  Tournat, V., Profunser, D. M., Muramoto, E., Matsuda, O., Takezaki, T., Sueoka, S., Wright, O. B.

  Physical Review E 74 2 026604-1 - 5 2006年 [査読有り][通常論文]
   

  The multiple scattering of coherent surface acoustic wave packets in a microstructure is studied using an ultrafast optical technique. By recording a set of acoustic transfer functions, we show that it is possible to implement time-reversal acoustics and refocus the wave packets up to the GHz range, two orders of magnitude higher than usual. Many applications in time-reversal acoustics are thus transposable to correspondingly smaller structures, opening the way to efficient nondestructive characterization and manipulation of multiple scattering on the microscale.
• Imaging ripples on phononic crystals reveals acoustic band structure and Bloch harmonics

  Profunser, Dieter M., Wright, Oliver B., Matsuda, O.

  Physical Review Letters 97 5 055502-1 - 4 2006年 [査読有り][通常論文]
   

  Broadband surface phonon wave packets on a phononic crystal made up of a microstructured line pattern are tracked in two dimensions and in real time with an ultrafast optical technique. The eigenmode distribution and the 2D acoustic band structure are obtained from spatiotemporal Fourier transforms of the data up to 1 GHz. We find stop bands at the zone boundaries for both leaky-longitudinal and Rayleigh waves, and show how the structure of individual acoustic eigenmodes in k space depends on Bloch harmonics and on mode coupling.
• Time-resolved surface acoustic wave propagation across a single grain boundary

  Hurley, DH, Wright, OB, Matsuda, O, Suzuki, T, Tamura, S, Sugawara, Y

  Physical Review B 73 12 125403-1 - 6 2006年 [査読有り][通常論文]
   

  Using an optical technique, we present time-resolved measurements of high frequency surface acoustic waves propagating across the boundary between two single crystals. The choice of the elastically anisotropic cubic crystal copper allows the observation of anisotropic surface acoustic propagation with cuspidal wave fronts together with refraction in the presence of significant orientation mismatch. The effect of the subsurface grain boundary angle on the transmitted acoustic field is revealed.
• Scanning ultrafast Sagnac interferometry for imaging two-dimensional surface wave propagation

  Tachizaki, T, Muroya, T, Matsuda, O, Sugawara, Y, Hurley, DH, Wright, OB

  Review of Scientific Instruments 77 4 043713-1 - 12 2006年 [査読有り][通常論文]
   

  We describe an improved two-dimensional optical scanning technique combined with an ultrafast Sagnac interferometer for delayed-probe imaging of surface wave propagation. We demonstrate the operation of this system, which involves the use of a single focusing objective, by monitoring surface acoustic wave propagation on opaque substrates with picosecond temporal and micron lateral resolutions. An improvement in the lateral resolution by a factor of 3 is achieved in comparison with previous setups for similar samples. (c) 2006 American Institute of Physics.
• In situ monitoring of the growth of ice films by laser picosecond acoustics

  Kashiwada, Saori, Matsuda, Osamu, Baumberg, Jeremy J., Li Voti, Roberto, Wright, Oliver B.

  Journal of Applied Physics 100 7 073506-1 - 6 2006年 [査読有り][通常論文]
   

  Ultrashort optical pulses are used to excite and probe picosecond acoustic pulses in a sample consisting of an opaque material upon which ice is continuously deposited from the vapor phase at similar to 110 K. By analysis of the ultrasonic propagation and reflection inside the submicron ice film and taking into account the scattering of the probe light by the acoustic waves, the thickness, sound velocity, refractive index, ultrasonic attenuation, and photoelastic constant of the ice film are derived. This method should find applications for the in situ monitoring of thin transparent films during growth. (c) 2006 American Institute of Physics.
• High frequency surface waves scattered in microstructured phononic crystals

  Dieter M. Profunser, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda, Udo Lang, Khelif Abdelkrim, Sarah Benchabane, Vincent Laude

  2006 IEEE ULTRASONICS SYMPOSIUM, VOLS 1-5, PROCEEDINGS 501 - + 2006年 [査読有り][通常論文]
   

  Using an ultrafast optical technique, broadband surface acoustic wave packets are tracked on 1D and 2D phononic crystals in two dimensions in real time at frequencies up to similar to 1 GHz. The acoustic band structure is obtained from the data by means of a spatiotemporal Fourier transform. We find stop bands for both leaky longitudinal and Rayleigh waves.
• Erratum: "Real time imaging of surface acoustic waves on crystals and microstructures" (Japanese Journal of Applied Physics (2005) 44 (4292))

  Oliver B. Wright, Osamu Matsuda, Yoshihiro Sugawara

  Japanese Journal of Applied Physics, Part 1: Regular Papers and Short Notes and Review Papers 44 10 7733  2005年10月11日 [査読有り][通常論文]
  
• Acoustic phonon generation and detection in GaAs/Al 0.3Ga 0.7As quantum wells with picosecond laser pulses

  O. Matsuda, T. Tachizaki, T. Fukui, J. J. Baumberg, O. B. Wright

  Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 71 11 2005年03月15日 [査読有り][通常論文]
   

  Picosecond acoustic-phonon pulse generation and detection is investigated in a sample containing three GaAs/Al 0.3Ga 0.7As quantum wells of different thickness with an interferometric optical pump and probe technique. The pump photon energy is tuned through the hh1-e1 transitions of each well and the probe photon energy is chosen to allow the detection of the phonon pulses at the sample surface. The phonon pulse shapes are explained with a model that relates the carrier wave functions to the acoustic strain, and the acoustic strain to the detected optical reflectance and phase changes. ©2005 The American Physical Society.
• Direct measurement of ultrafast surface displacement in laser picosecond acoustics

  Matsuda, O, Aoki, K, Tachizaki, T, Wright, OB

  Journal De Physique Iv 125 361 - 363 2005年 [査読有り][通常論文]
   

  Picosecond acoustic pulses generated in solids with ultrashort optical pulses can be detected through the reflectance or phase changes of optical probe pulses. The detection relies on acousto-optic coupling resulting from a combination of the photoelastic effect and transient surface displacements. The acoustic strain pulse shape gives access to the ultrafast dynamics of the electrons that influence the generation process. This pulse shape is directly related to the contribution to the probe light modulation resulting from surface displacement. Here we present a method that allows the discrimination between the photoelastic and surface displacement contributions using a novel oblique optical incidence geometry, allowing the strain pulse shape to be directly obtained in a single measurement.
• Acoustic phonon generation and detection in GaAs/Al0.3Ga0.7As quantum wells with picosecond laser pulses

  Matsuda, O, Tachizaki, T, Fukui, T, Baumberg, JJ, Wright, OB

  Physical Review B 71 11 115330-1 - 13 2005年 [査読有り][通常論文]
   

  Picosecond acoustic-phonon pulse generation and detection is investigated in a sample containing three GaAs/Al0.3Ga0.7As quantum wells of different thickness with an interferometric optical pump and probe technique. The pump photon energy is tuned through the hh1-e1 transitions of each well and the probe photon energy is chosen to allow the detection of the phonon pulses at the sample surface. The phonon pulse shapes are explained with a model that relates the carrier wave functions to the acoustic strain, and the acoustic strain to the detected optical reflectance and phase changes.
• Real time imaging of surface acoustic waves on crystals and microstructures

  Wright, OB, Matsuda, O, Sugawara, Y

  Japanese Journal of Applied Physics Part 1-Regular Papers Brief Communications & Review Papers 44 6B 4292 - 4296 2005年 [査読有り][通常論文]
  
• Terahertz ultrasonic generation and detection in GaAs/AlGaAs quantum wells

  Tachizaki, T, Matsuda, O, Fukui, T, Baumberg, JJ, Wright, OB

  Japanese Journal of Applied Physics Part 1-Regular Papers Brief Communications & Review Papers 44 6B 4477 - 4479 2005年 [査読有り][通常論文]
   

  High frequency ultrasonic pulse generation and detection are investigated in a sample with three embedded GaAs/Al(0.3)Ga(0.7)As quantum wells by means of ultrashort optical pulses. The experimental results, showing that ultrasonic frequencies up to 0.5THz are detected, are compared with numerical simulations of the ultrasonic pulse generation, propagation and attenuation, and of the optical detection process. The effective optical extinction coefficients of the embedded quantum wells and the ultrasonic attenuation coefficient of Al(0.3)Ga(0.7)As are determined from the analysis.
• ピコ秒光パルスによる超音波パルス生成・検出を利用した超高速分光

  松田理, オリバー B. ライト

  光学 34 2 69 - 74 応用物理学会分科会日本光学会 2005年 [査読有り][通常論文]
  
• Real time imaging of surface acoustic waves on crystals and microstructures (vol 44, pg 4292, 2005)

  Wright, OB, Matsuda, O, Sugawara, Y

  Japanese Journal of Applied Physics Part 1-Regular Papers Brief Communications & Review Papers 44 10 7733 - 7733 2005年 [査読有り][通常論文]
   

  The use of acoustic pulses to image materials is well-known in echography or sonar applications. We are extending this field by generating point-excited sound pulses on solid surfaces with ultrashort laser pulses and imaging the resulting surface wave propagation in real time. To see the tiny vibrations of the surface, smaller in amplitude than the dimensions of a single atom, we use another set of laser pulses for scanned probing. The typical surface phonon wavelength is of the order of a few microns, corresponding to frequencies up to 1 GHz. With such a system we can watch coherent acoustic wave packets in two dimensions rippling across crystal surfaces and microscopic landscapes.
• 表面弾性波の実時間イメージング : ミクロの波紋をみる

  ライト オリバ, 菅原 美博, 松田 理

  応用物理 73 6 732 - 740 応用物理学会 2004年06月 [査読無し][通常論文]
  
• Laser picosecond acoustics in a two-layer structure with oblique probe light incidence

  Matsuda, O, Wright, OB

  Ultrasonics 42 1-9 653 - 656 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  A theory for the analysis of experiments involving laser picosecond acoustics with obliquely incident probe light in a two-layer structure is outlined. The reflectance and phase changes of the reflected light are calculated with a theory that takes into account the effects of multiple optical reflections. The sample consists of a single partially transparent layer on a substrate, both with arbitrary optical constants. We discuss the conditions in which one may discriminate between components of the optical modulation of a probe beam arising from the photoelastic effect and from the displacement of the sample interfaces induced by the acoustic strain. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.
• Acoustic phonon pulse generation and detection in GaAs/Al0.3Ga0.7 as quantum wells

  T Tachizaki, O Matsuda, T Fukui, JJ Baumberg, OB Wright

  PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL. 1, NO. 11 1 11 2749 - 2752 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  Acoustic phonon pulse generation and detection are investigated in a sample with three embedded GaAs/AlGaAs quantum wells by an ultrafast optical pump and probe technique at the temperatures 20 K and 300 K. Scanning the pump photon energies around the hh1-e1 resonances we find a strong variation of the transient reflectance and phase changes. These changes are compared with a numerical simulation based on probe light scattering due to the inhomogeneous photoelastic effect. (C) 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
• Imaging of surface phonons on a sphere

  H Yamazaki, O Matsuda, OB Wright, G Amulele

  PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL. 1, NO. 11 1 11 2979 - 2982 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  Surface phonon wavepackets are generated on aluminium-coated transparent glass balls on irradiation with ultrashort light pulses. Delayed ultrashort probe light pulses are used to image the surface phonon propagation in real time by simply monitoring the modulation in the reflected probe beam intensity caused by the photoelastic effect. Imaging was achieved in the region of the phonon source and at the opposite pole of the sphere. (C) 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. MaA, Weinheim.
• Nanosecond and picosecond time reversal acoustics

  Tournat, V, OB Wright, O Matsuda

  PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL. 1, NO. 11 1 11 2737 - 2740 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  We describe a means to achieve time reversal acoustics on nanosecond or picosecond time scales for surface or bulk longitudinal phonon modes, respectively, by the use of ultrashort optical pulses for the phonon generation. After the presentation of the theory of low and high frequency time reversal acoustics, the limitations of the method and possible experiments on nanostructures and microstructures are discussed. (C) 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
• Surface phonon imaging through the photoelastic effect

  H Yamazaki, O Matsuda, OB Wright

  PHYSICA STATUS SOLIDI C: CURRENT TOPICS IN SOLID STATE PHYSICS, VOL. 1, NO. 11 1 11 2991 - 2994 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  Surface phonon imaging is very useful for testing thin structures, in particular because it allows film thicknesses or elastic constants to be derived. We present a method for imaging surface phonons based on optical reflectivity measurements combined with excitation using picosecond optical pulses. Surface phonons are generated in a thin aluminium. film on a transparent glass substrate. The induced strain modulates the refractive index of the film and substrate through the photoelastic effect. Probe laser pulses incident from the film or substrate side can be used to image surface phonon propagation in real time by simply monitoring the modulation in the reflected probe beam intensity. When we image from the substrate side, surface-skimming longitudinal bulk phonons are clearly imaged in addition to the surface phonons. (C) 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
• Coherent shear phonon generation and detection with ultrashort optical pulses

  Matsuda, O, Wright, OB, Hurley, DH, Gusev, VE, Shimizu, K

  Physical Review Letters 93 9 095501-1 - 4 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  Using an optical technique we generate and detect picosecond shear and quasishear coherent acoustic phonon pulses in the time domain. Thermoelastic and piezoelectric generation are directly achieved by breaking the sample lateral symmetry using crystalline anisotropy. We demonstrate efficient detection in isotropic and anisotropic media with various optical incidence geometries.
• Acoustic phonon pulse generation and detection in GaAs/Al 0.3Ga0.7As quantum wells

  Takehiro Tachizaki, Osamu Matsuda, Takashi Fukui, Jeremy J. Baumberg, Oliver B. Wright

  Physica Status Solidi C: Conferences 1 11 2749 - 2752 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  Acoustic phonon pulse generation and detection are investigated in a sample with three embedded GaAs/AlGaAs quantum wells by an ultrafast optical pump and probe technique at the temperatures 20 K and 300 K. Scanning the pump photon energies around the hh1-e1 resonances we find a strong variation of the transient reflectance and phase changes. These changes are compared with a numerical simulation based on probe light scattering due to the inhomogeneous photoelastic effect. © 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
• Surface phonon imaging through the photoelastic effect

  Hiroto Yamazaki, Osamu Matsuda, Oliver B. Wright

  Physica Status Solidi C: Conferences 1 11 2991 - 2994 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  Surface phonon imaging is very useful for testing thin structures, in particular because it allows film thicknesses or elastic constants to be derived. We present a method for imaging surface phonons based on optical reflectivity measurements combined with excitation using picosecond optical pulses. Surface phonons are generated in a thin aluminium film on a transparent glass substrate. The induced strain modulates the refractive index of the film and substrate through the photoelastic effect. Probe laser pulses incident from the film or substrate side can be used to image surface phonon propagation in real time by simply monitoring the modulation in the reflected probe beam intensity. When we image from the substrate side, surface-skimming longitudinal bulk phonons are clearly imaged in addition to the surface phonons. © 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Weinheim.
• Nanosecond and picosecond time reversal acoustics

  Vincent Tournat, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda

  Physica Status Solidi C: Conferences 1 11 2737 - 2740 2004年 [査読有り][通常論文]
   

  We describe a means to achieve time reversal acoustics on nanosecond or picosecond time scales for surface or bulk longitudinal phonon modes, respectively, by the use of ultrashort optical pulses for the phonon generation. After the presentation of the theory of low and high frequency time reversal acoustics, the limitations of the method and possible experiments on nanostructures and microstructures are discussed. © 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
• Picosecond acoustic phonon pulse generation in nickel and chromium

  T. Saito, O. Matsuda, O. B. Wright

  Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 67 20 2003年05月28日 [査読有り][通常論文]
   

  The generation mechanisms for picosecond acoustic phonon pulses excited by ultrashort optical pulses in metals with strong electron-phonon coupling are elucidated. By means of an interferometric probing technique to extract changes in optical phase and amplitude, the acoustic pulse shapes in the transition metals Ni and Cr are shown to be governed by both thermal and nonequilibrium electron diffusion. Quantitative comparison of the results with a model that takes into account the nonequilibrium electron dynamics and ultrasonic attenuation gives excellent agreement. © 2003 The American Physical Society.
• Direct access to the dispersion relations of multiple anisotropic surface acoustic modes by Fourier image analysis

  Sugawara, Y, Wright, OB, Matsuda, O

  Applied Physics Letters 83 7 1340 - 1342 2003年 [査読有り][通常論文]
   

  We present a method based on a combination of temporal and spatial Fourier image analysis, involving the incorporation of a time-reversed acoustic propagation component, that can be used to obtain the angular dispersion or general dispersion relations of multiple surface acoustic modes excited by a localized pulsed source. The method is applied to the study of acoustic propagation at the surface of the highly anisotropic single-crystal TeO2 coated with a thin gold film. (C) 2003 American Institute of Physics.
• Laser picosecond acoustics with oblique probe light incidence

  Matsuda, O, Wright, OB

  Review of Scientific Instruments 74 1 895 - 897 2003年 [査読有り][通常論文]
   

  Laser picosecond acoustics involves the excitation and detection of picosecond acoustic strain pulses in thin films with ultrashort light pulses. The use of oblique probe light incidence permits a greater degree of freedom in choosing the optical probing conditions and thereby should allow the extraction of more information about the profile of the propagating acoustic strain pulses. Here, we present a theory for the modulation of light reflected at oblique incidence from a solid containing an acoustic strain distribution. The theory can account for the real and imaginary parts of the reflectance variation, and involves both the effect of the transient surface motion and of the photoelastically modulated dielectric constants in the solid. We show, in particular, how the theory can be applied to extract the contribution to the reflectance change arising from the surface motion in an opaque isotropic solid, thereby allowing direct access to the shape of the acoustic strain pulse propagating therein. (C) 2003 American Institute of Physics.
• Electron dynamics in chromium probed with 20-fs optical pulses

  Hirori, H, Tachizaki, T, Matsuda, O, Wright, OB

  Physical Review B 68 11 113102-1 - 4 2003年 [査読有り][通常論文]
   

  Electron excitation and relaxation in chromium are probed with 20-fs time resolution using an ultrafast optical technique. We obtain good fits to the data for the transient reflectivity and transmittivity changes in a thin film using a simple model of electron relaxation, suggesting the existence of an efficient electron-electron thermalization process on ultrashort-time scales. Quantitative analysis allows the extraction of thermo-optic coefficients and dielectric constant variations related to both the electron and the lattice temperatures.
• Real-time imaging of surface acoustic waves in thin films and microstructures on opaque substrates (invited)

  Sugawara, Y, Wright, OB, Matsuda, O

  Review of Scientific Instruments 74 1 519 - 522 2003年 [査読有り][通常論文]
   

  We present a real-time imaging technique for surface acoustic waves on samples with opaque substrates. We image the surface acoustic wave propagation on a silicon substrate coated with a gold film, and derive the dispersion relation for propagation in symmetry directions. In addition, we image surface acoustic waves at frequencies up to 2 GHz on a diamond substrate coated with a gold film, and on a microstructure deposited on a silicon substrate. (C) 2003 American Institute of Physics.
• Picosecond acoustic phonon pulse generation in nickel and chromium

  Saito, T, Matsuda, O, Wright, OB

  Physical Review B 67 20 205421-1 - 7 2003年 [査読有り][通常論文]
   

  The generation mechanisms for picosecond acoustic phonon pulses excited by ultrashort optical pulses in metals with strong electron-phonon coupling are elucidated. By means of an interferometric probing technique to extract changes in optical phase and amplitude, the acoustic pulse shapes in the transition metals Ni and Cr are shown to be governed by both thermal and nonequilibrium electron diffusion. Quantitative comparison of the results with a model that takes into account the nonequilibrium electron dynamics and ultrasonic attenuation gives excellent agreement.
• Electron dynamics in chromium probed with 20-fs optical pulses

  H. Hirori, T. Tachizaki, O. Matsuda, O. B. Wright

  Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 68 11 1131021 - 1131024 2003年 [査読有り][通常論文]
   

  Electron excitation and relaxation in chromium are probed with 20-fs time resolution using an ultrafast optical technique. We obtain good fits to the data for the transient reflectivity and transmittivity changes in a thin film using a simple model of electron relaxation, suggesting the existence of an efficient electron-electron thermalization process on ultrashort-time scales. Quantitative analysis allows the extraction of thermo-optic coefficients and dielectric constant variations related to both the electron and the lattice temperatures.
• 解説 超音波力顕微鏡のカンチレバーダイナミクス--局所弾性・粘着性の定量的マッピングに向けて

  松田 理, 寺田 卓哉, 稲垣 克彦

  超音波techno 15 1 51 - 54 日本工業出版 2003年01月 [査読無し][通常論文]
  
• 解説 固体の波紋の観測--弾性表面波の実時間イメージング

  菅原 美博, Wright Oliver B, 松田 理

  超音波techno 15 1 47 - 50 日本工業出版 2003年01月 [査読無し][通常論文]
  
• Interferometry: Watching Ripples on Crystals With a Sagnac Interferometer

  Yoshihiro Sugawara, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda

  Optics and Photonics News 13 12 20  2002年12月 [査読無し][通常論文]
  
• Wavelength selective photoexcitation of picosecond acoustic-phonon pulses in a triple GaAs/Al0.3Ga0.7As quantum well structure

  Matsuda, O, Ishii, I, Fukui, T, Baumberg, JJ, Wright, OB

  Physica B-Condensed Matter 316 205 - 208 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  Ultrashort coherent phonon-pulse generation and detection is investigated in a GaAs-Al0.3Ga0.7As quantum well structure containing three wells of different widths using an optical pump and probe method. The pump photon energy is tuned to the region of the hhl-el transition energies of the wells and the probe photon energy is chosen for detection of the phonon pulses that reach the sample surface. By studying the dependence of the probe reflectance change on the pump photon energy, we demonstrate the possibility of wavelength-selective excitation of picosecond acoustic-phonon pulses in quantum wells. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Spatiotemporal mapping of surface acoustic waves in isotropic and anisotropic materials

  Sugawara, Y, Wright, OB, Matsuda, O, Gusev, VE

  Ultrasonics 40 1-8 55 - 59 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  We demonstrate a new method for a real-time imaging of surface acoustic waves at frequencies up to 1 GHz with picosecond temporal and micron spatial resolutions using an ultrafast optical pump and probe technique combined with a common path interferometer. Using samples with isotropic or anisotropic substrates coated with metallic thin films, we observe the propagation of Rayleigh-like modes and surface-skimming bulk modes as well as resolving surface phonon focusing effects. In addition we image surface acoustic wave propagation in a laterally inhomogeneous sample. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Watching ripples on crystals

  Sugawara, Y, Wright, OB, Matsuda, O, Takigahira, M, Tanaka, Y, Tamura, S, Gusev, VE

  Physical Review Letters 88 18 185504-1 - 4 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  We present a new method for imaging surface phonon focusing and dispersion at frequencies up to 1 GHz that makes use of ultrafast optical excitation and detection. Animations of coherent surface phonon wave packets emanating from a point source on isotropic and anisotropic solids are obtained with micron lateral resolution. We resolve rounded-square shaped wave fronts on the (100) plane of LiF and discover isolated pockets of pseudosurface wave propagation with exceptionally high group velocity in the (001) plane of TeO2 . Surface phonon refraction and concentration in a minute gold pyramid is also revealed.
• Real-time imaging and dispersion of surface phonons in isotropic and anisotropic materials

  Wright, OB, Sugawara, Y, Matsuda, O, Takigahira, M, Tanaka, Y, Tamura, S, Gesev, VE

  Physica B-Condensed Matter 316 29 - 34 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  Surface phonon propagation in anisotropic thin film structures displays beautiful and complex wavefronts. Using an interferometric optical pump and probe technique, we have imaged the propagation of surface phonons at frequencies up to 1 GHz in real time, allowing 'movies' of their wavefronts to be made with picosecond temporal and micron spatial resolutions. We image the propagation on various isotropic and anisotropic thin film structures, and give examples of how the dispersion relation can be directly derived from such movies. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Laser picosecond acoustics in multilayer structures

  Matsuda, O, Wright, OB

  Ultrasonics 40 1-8 753 - 756 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  The field of laser picosecond acoustics has thrived owing to the ease of detection of propagating picosecond acoustic pulses through changes in optical reflectance. Reflectance changes are caused by the inhomogeneous modulation of the refractive index by the propagating elastic strain through the photoelastic effect and also by the associated induced motion of the surface and interfaces. In this paper we present a general formula for calculating the reflectance change based on a rigorous one-dimensional treatment of the perturbation in optical properties of arbitrary multilayer structures, The theory is applied to the quantitative analysis of data obtained by laser picosecond acoustics for a SiO2-Cr double-layer film on a fused silica substrate. The analysis allows the discrimination of the photoelastic contribution and the surface or interface motion contribution to the experimental reflectance variation. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Cantilever dynamics in ultrasonic force microscopy

  Matsuda, O, Terada, T, Inagaki, K, Wright, OB

  Japanese Journal of Applied Physics Part 1-Regular Papers Short Notes & Review Papers 41 5B 3545 - 3546 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  Ultrasonic force microscopy allows the local mapping of elasticity in atomic force microscopy by the application of ultrasonic vibration to the cantilever or sample. In an attempt to analyse the results of ultrasonic force microscopy in a quantitative fashion, a force-distance curve measurement is done with ultrasonic vibration applied to the cantilever base, and the results are compared with a model of the cantilever dynamics and tip-sample interaction based on the finite-difference technique.
• Ultrafast acoustic phonon pulse generation in chromium

  Saito, T, Matsuda, O, Wright, OB

  Physica B-Condensed Matter 316 304 - 307 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  The generation mechanisms for longitudinal acoustic-phonon pulses excited in the transition metal chromium with sub-picosecond optical pulses are studied. The temporal and spatial evolution of the electron and lattice temperatures up to several picoseconds after laser photon absorption have a major impact on the final profile of the acoustic-phonon pulses. These phonon pulse shapes can be explained by considering both thermal and electron diffusion, and taking into account the effects of frequency-dependent ultrasonic attenuation. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Reflection and transmission of light in multilayers perturbed by picosecond strain pulse propagation

  Matsuda, O, Wright, OB

  Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics 19 12 3028 - 3041 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  We derive analytical formulas for the modulation of the reflectance and transmittance of light normally incident on a multilayer thin-film structure whose refractive indices are perturbed by an ultrashort optical pulse. The formulas, expressed in compact form, should prove useful for analysis of a wide range of ultrashort time-scale experiments on multilayers as well as longer time-scale photoacoustic and photothermal experiments based on optical probing. We demonstrate our method by the analysis of the modulated reflectance variation of a SiO2/Cr structure in which picosecond acoustic pulses have been optically excited. (C) 2002 Optical Society of America.
• Hysteresis of the cantilever shift in ultrasonic force microscopy

  Inagaki, K, Matsuda, O, Wright, OB

  Applied Physics Letters 80 13 2386 - 2388 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  We propose a technique based on ultrasonic force microscopy that exploits the hysteresis in cantilever jumping to and from a sample while varying the ultrasonic amplitude. Both the elastic modulus and the work of adhesion can be determined by comparision with a relation derived between their ratio and the cantilever shift at the jump-in point. The method is applied to measurements on an aluminum thin film. (C) 2002 American Institute of Physics.
• Photothermal probing of inhomogeneously modulated transparent thin films

  Wright, OB, Li Voti, R, Matsuda, O, Larciprete, MC, Sibilia, C, Bertolotti, M

  Journal of Applied Physics 91 8 5002 - 5009 2002年 [査読有り][通常論文]
   

  The problem of the photothermal modulation of optical beams passing through multilayer films is an extremely complex one owing to the inhomogeneously modulated refractive index combined with multiple optical reflections inside the sample. This problem has so far not been given an exact analytical treatment in the field of photothermal probing. We consider here such a treatment for normal-incidence optical probing in reflectance of photothermally modulated single-layer thin-film samples with arbitrary optical constants. The validity of the method is demonstrated by application to a thin transparent film of silica on a silicon substrate. (C) 2002 American Institute of Physics.
• Theory of detection of shear strain pulses with laser picosecond acoustics

  Matsuda, O, Wright, OB

  Analytical Sciences 17 S216 - S218 2001年 [査読有り][通常論文]
   

  The principles of the photo-detection of shear acoustic waves in laser picosecond acoustics are discussed. The shear strain in an isotropic material induces off-diagonal components in the dielectric tensor, that is, the material shows strain induced birefringence. By considering the light reflection from the surface of a birefringent material, it is proved that one needs 1) non-normal incidence of probe light, 2) a shear direction perpendicular to the plane of incidence, and 3) both S and P polarization components of the probe light, for efficient shear strain detection.
• Ultrafast carrier diffusion in gallium arsenide probed with picosecond acoustic pulses

  Wright, OB, Perrin, B, Matsuda, O, Gusev, VE

  Physical Review B 64 8 081202-1 - 4 2001年 [査読有り][通常論文]
   

  We describe an experimental investigation of the generation and detection of picosecond acoustic-phonon pulses in a thin slab of GaAs using ultrashort optical pulses. Comparison of the optical phase variation with a simple theory for ambipolar diffusion indicates that carrier diffusion has a significant effect on the shape of the phonon pulses generated. The phonon pulse duration is measured to be similar to 25 ps, four times longer than that expected from optical-absorption considerations alone, indicating that hot carriers penetrate more than 100 nm into the sample during the phonon pulse generation process.
• Ultrafast carrier diffusion in gallium arsenide probed with picosecond acoustic pulses

  O. B. Wright, O. Matsuda, B. Perrin, V. E. Gusev

  Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 64 8 2001年 [査読有り][通常論文]
   

  We describe an experimental investigation of the generation and detection of picosecond acoustic-phonon pulses in a thin slab of GaAs using ultrashort optical pulses. Comparison of the optical phase variation with a simple theory for ambipolar diffusion indicates that carrier diffusion has a significant effect on the shape of the phonon pulses generated. The phonon pulse duration is measured to be ∼25 ps, four times longer than that expected from optical-absorption considerations alone, indicating that hot carriers penetrate more than 100 nm into the sample during the phonon pulse generation process. © 2001 The American Physical Society.
• Stiffness transition and connectivity in amorphous chalcogenide semiconductors

  Y Wang, T Nakaoka, M Nakamura, O Matsuda, K Murase

  PROCEEDINGS OF THE 25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE PHYSICS OF SEMICONDUCTORS, PTS I AND II 87 228 - 229 2001年 [査読有り][通常論文]
   

  GexSe1-x glasses have been investigated by Raman scattering. The ability of crystallization is obtained by studies of heating glasses from room temperature up to 1000 K. To understand the low-frequency dynamics of the network, we propose a fractal-structure view and a qualitative degree of the fragility. Transition with the connectivity for each studied property is universally related to the stiffness transition, derived from the concept of the constraint theory.
• Correlation of structural relaxation at glass transition with network connectivity in GexSe1-x glasses

  T Nakaoka, Y Wang, O Matsuda, K Inoue, K Murase

  PROCEEDINGS OF THE 25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE PHYSICS OF SEMICONDUCTORS, PTS I AND II 87 1687 - 1688 2001年 [査読有り][通常論文]
   

  We have investigated the structural relaxations by Raman scattering (10-350 cm(-1)) in GexSe1-x glasses (0.07 less than or equal to x less than or equal to 0.35). Around and above the glass transition temperature, strong quasielastic scattering is observed in the low-frequency spectra (10-90 cm(-1)) of floppy glasses (x less than or equal to 0.20). On the other hand, in rigid glasses (x greater than or equal to 0.23), the strong quasielastic contribution cannot be detected in our spectra. We discuss the transition of the relaxational dynamics from floppy glasses to rigid ones in terms of the constraint counting theory. The distinctness of the transition demonstrates a self-organization of the network.
• Femtosecond optical excitation of acoustic phonons in bulk GaAs

  OB Wright, B Perrin, O Matsuda, VE Gusev

  PROCEEDINGS OF THE 25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE PHYSICS OF SEMICONDUCTORS, PTS I AND II 87 192 - 193 2001年 [査読有り][通常論文]
   

  Femtosecond spectroscopy of semiconductors has been extensively studied because it provides a window for the observation of ultrafast carrier distributions. Here we report an experimental investigation of the ultrafast coherent acoustic phonon generation mechanisms in bulk GaAs with ultrashort optical pulses. Comparison with a simple theory for ambipolar diffusion indicates that carrier diffusion has a significant effect on the spectrum of the phonon pulses generated.
• Generation and detection of picosecond acoustic phonon pulses in a double quantum well structure

  Ishii, I, O Matsuda, T Fukui, JJ Baumberg, OB Wright

  PROCEEDINGS OF THE 25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE PHYSICS OF SEMICONDUCTORS, PTS I AND II 87 871 - 872 2001年 [査読有り][通常論文]
   

  Coherent acoustic phonon pulses are excited and detected in a GaAs/Al-0.3 Ga-0.7 As double quantum well structure using femtosecond optical Pulses, The wavelength of the infrared pump light is chosen to selectively generate picosecond acoustic phonon pulses in two buried quantum wells. The wavelength of the probe light pulses is chosen to allow phonon pulse detection in the near-surface region of the sample. Using an interferometric detection technique both reflectivity and phase variations of the probe beam are monitored, an the phonon pulses generated in the well regions are clearly observed in both these variations. An excellent agreement is obtained when the data is compared to a model accounting for the transient surface displacement combined with the spatially distributed variations in refractive index.
• Reversible photoinduced structural changes in GeSe2 glass at low-temperature

  T Nakaoka, Y Wang, O Matsuda, K Inoue, K Murase

  PROCEEDINGS OF THE 25TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE PHYSICS OF SEMICONDUCTORS, PTS I AND II 87 113 - 114 2001年 [査読有り][通常論文]
   

  We have observed resonant Raman enhancement of stretching vibration of Se-Se bonds relative to breathing vibration of GeSe4/2 tetrahedra at room temperature and 15 K in GeSe2 chalcogenide semiconducting glass. At 15 K, structural changes by illumination, which cause photodarkening, induce excess resonant enhancement. After the structural changes are saturated, we can observe a reversible change with the excitation power in resonant Raman spectra. It is found that the origin of the the reversible power dependence is the same as that of the excess resonant enhancement. Both of them are attributed to three-fold coordinated Se atoms forming Se-Se bonds, which cause the photodarkening.
• Resonant Raman scattering in crystalline GeSe2

  T Nakaoka, Y Wang, K Murase, O Matsuda, K Inoue

  PHYSICAL REVIEW B 61 23 15569 - 15572 2000年06月 [査読有り][通常論文]
   

  The relationship between the local structures and the electronic stares of layered crystalline GeSe2 are studied by resonant Raman scattering. We observe 34 Raman-active modes of symmetry A(g), and find a selective resonant enhancement of the modes. Almost all the modes are enhanced around 2.7 eV except the two modes. This selective enhancement is attributed to the resonant effect with the localized exciton. We find the essential difference in the atomic motions between the resonant and nonresonant modes. Such behaviors are explained by a structural model of the localized exciton.
• Effect of thermal annealing on dynamics of photoluminescence in a-GeSe2 films

  Wang, Y, Komamine, T, Nakaoka, T, Matsuda, O, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 266 Pt.B 904 - 907 2000年 [査読有り][通常論文]
   

  We have investigated the effect of thermal annealing on dynamics of photoluminescence (PL) in vacuum-evaporated a-GeSe2 films with thickness of 15 mu m. The intensity of PL increases over 200 times after annealing at 250 degrees C, which makes it possible to take a first investigation on both decay time and fatigue effect. The disordered amorphous structure of the a-GeSe2 film, containing wrong bonds, Ge-Ge and Se-Se, has been reconstructed to a stable structure by diminishing the number of the wrong bonds and the related strain or internal pressure by thermal annealing. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Relaxation process of band-edge exciton in layered crystalline GeSe2

  Nakaoka, T, Wang, Y, Matsuda, O, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Luminescence 87-9 617 - 619 2000年 [査読有り][通常論文]
   

  Relaxation processes of the photoexcited states in layered crystalline GeSe2 are studied by time-resolved photoluminescence measurement. Two photoluminescence bands, P1 and P2, are clearly resolved from their decay kinetics. It is found that one of the relaxation pathways to the P2 band arises from a band-edge exciton state. The P2 band shows no polarization dependence, in spite of the fact that the photoexcitation of the exciton shows a strongly anisotropic optical character, We discuss the relaxation process on the basis of the luminescence characteristics and the structural model of the band-edge exciton quasi-localized at edge-sharing tetrahedra, (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Temperature dependence of photoluminescence intensity and decay in GeSe2 glass

  Matsuda, O, Yamagata, K, Saitoh, Y, Wang, Y, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 266 Pt.B 908 - 912 2000年 [査読有り][通常論文]
   

  The intensity and decay profile of the photoluminescence (PL) in grassy GeSe2 are measured as a function of temperature from 7 to 200 K. The intensity decreases exponentially in the temperature region >100 K. The complicated temperature dependence of the decay profile as well as the dependence of the intensity are explained in a unified framework by adopting a model of the luminescent sites whose thermal activation energy for the non-radiative process is distributed. We show that the intensity variation is affected by the non-radiative process while the decay life time depends almost only on the radiative transition rate. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Raman-spectroscopy studies on rigidity percolation and fragility in Ge-(S,Se) glasses

  Wang, Y, Nakamura, M, Matsuda, O, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 266 Pt.B 872 - 875 2000年 [査読有り][通常論文]
   

  We have investigated the Raman spectra in a range 3-100 cm(-1) in chalcogenide glasses, GexS1-x and GexSe1-x, with 0 less than or equal to x less than or equal to 0.42 in the average coordination number, [r], from 2 to 2.84. The relation between the rigidity percolation, based on the prediction of the mean-held constraint theory, and a relative degree of fragility, representing the structural relaxation of the network, are demonstrated by varying the structures of the glasses. The obtained fragility of the glasses for x < 0.20 ([r] < 2.4) is larger than that for x > 0.20. A decrease of the fragility at about [r] = 2.4 is attributed to the predicted rigidity percolation threshold where the glass changes from floppy to rigid, and mesoscopic structural changes beyond the mean-field theory. For [r] > 2.4, fragility depends on chemical bonds between Ge-Se and Ge-S systems, since the local structure directly contributes to the properties of the overcoordinated network. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Laser picosecond acoustics in isotropic and anisotropic materials

  Hurley, DH, Wright, OB, Matsuda, O, Gusev, VE, Kolosov, OV

  Ultrasonics 38 1-8 470 - 474 2000年 [査読有り][通常論文]
   

  We present experimental results concerning the laser generation of picosecond acoustic pulses and their propagation in isotropic and anisotropic materials. We make use of a conventional reflectance detection technique as well as interferometric detection to probe the real and imaginary changes in reflectance. We also demonstrate the detection of transverse acoustic waves by mode conversion at an interface between an isotropic polycrystalline film and an anisotropic substrate, (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Resonant Raman scattering in crystalline GeSe2

  Nakaoka, T, Wang, Y, Murase, K, Matsuda, O, Inoue, K

  Physical Review B 61 23 15569 - 15572 2000年 [査読有り][通常論文]
  
• Raman scattering investigation of the structure of amorphous silicon in a-Si/SiO2 superlattice films

  Wang, Y, Matsuda, O, Serikawa, T, Murase, K

  Journal De Physique Iv 10 P7 259 - 262 2000年 [査読有り][通常論文]
   

  To clarify the structure of amorphous silicon (a-Si), with the thickness less than 5nm, affected by the interface between a-Si and a-SiO2 as well as the structural changes after an annealing of 900 degrees C in N-2 gas atmosphere, Raman scattering investigation is carried out in a-Si/SiO2 superlattice (SL) films prepared by the sputtering method. Vibrational motion of strained a-Si at and near a-Si/SiO2 interface is influenced by the vibration of pressed a-SiO2 at the other side of the interface that results a blue shift of transverse optic (TO) -like modes in a-Si. The narrow space of thin (<2.5 nm in this work) a-Si layer impedes the crystallization to a-Si and the relaxation of energy during the crystallization event.
• A study of network dimensionality in chalcogenide glass by low frequency Raman scattering

  Nakamura, M, Matsuda, O, Wang, Y, Murase, K

  Physica B 263 330 - 332 1999年 [査読有り][通常論文]
   

  We have measured low frequency Raman spectra in Ge chalcogenide glasses. The dependence of spectral dimensionality of stretching fracton, (d) over tilde(s), on the sample composition is obtained from low frequency reduced Raman spectrum and is correctly correlated to the actual network dimensionality of Ge chalcogenide glasses. The value of (d) over tilde(s) is supposed to be a parameter representing the degree of localization of lattice vibrations and an indicator of network dimensionality of network glasses. The findings on the interpretation of (d) over tilde(s) should be applied in future research of disordered systems. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Rigidity percolation and structure of Ge-Se system

  Wang, Y, Nakamura, M, Matsuda, O, Murase, K

  Physica B 263 313 - 316 1999年 [査読有り][通常論文]
   

  We have investigated low-frequency Raman spectra of glassy GexSe1-x (x = 0-0.40) in a range of 3-100 cm(-1) A relative degree of fragility was first obtained in the Ge-Se system by an investigation of the line shape of low-frequency Raman spectra. The results imply an important relationship between the changes of fragility and the structural changes. The rapid drop of the fragility at average coordination number, [r], of 2.4 (x = 2.0) is considered as evidence for the rigidity threshold predicted by the mean-field constraint counting procedures. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Temperature dependence of photoluminescence in Mn-doped ZnS retrieved after the pressure-induced structural phase transition

  Hanzawa, H, Kobayashi, M, Matsuda, O, Murase, K, Giriat, W

  Physica Status Solidi a-Applied Research 175 2 715 - 724 1999年 [査読有り][通常論文]
   

  The temperature dependence of photoluminescence spectra in Mn-doped ZnS retrieved after the pressure-induced structural phase transition has been studied in the energy range from 0.8 to 2.5 eV. At room temperature, strong photoluminescence with the peak energy of 1.3 eV has been observed, This luminescence band is similar to the near infrared emission band observed in virgin bulk crystals with relatively large Mn concentration. However, the luminescence intensity is much stronger than that in the bulk crystals. The temperature dependence has revealed that the large quantum efficiency at room temperature resulted from the suppression of thermal quenching. At low temperature, the yellow band at 2.1 eV which is caused by the internal transition within the Mn2+ ions and the emission band at 1.6 eV are also observed in the pressure-retrieved samples. In the bulk crystal, a new emission band has been observed near 0.9 eV. The effective phonon energy and the Huang-Rhys factor of these spectra are determined using a configuration coordinate model.
• Relation of structural and elastic crossover length investigated by low-frequency Raman scattering in GexSe1-x glasses

  Nakamura, M, Matsuda, O, Murase, K

  Physical Review B 57 17 10228 - 10231 1998年05月 [査読有り][通常論文]
  
• A Raman scattering investigation of the structure of glassy and liquid Ge(x)Se(1-x)

  Wang, Y, Matsuda, O, Inoue, K, Yamamuro, O, Matsuo, T, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 232 702 - 707 1998年 [査読有り][通常論文]
   

  The structures of glassy and liquid GexSe1-x (0.00 less than or equal to x less than or equal to 0.33) and the structural changes occurring at the glass-transition have been investigated, using Raman scattering combined with differential scanning calorimetry. The medium range structures in the glassy and liquid states are discussed in relation to anomalous changes in the Raman spectra at the glass-transition. The characteristic spectrum of crystalline GeSe2 appears, superimposed on that for liquid GexSe1-x, in the composition range 0.18 less than or equal to x less than or equal to 0.33. It is found that the rate of recrystallization shows an abrupt change when x increases from 0.15 to 0.18? although the structure does not change significantly. These results are considered as evidence for a rigidity threshold at an average coordination, [r], of 2.4 (x = 0.20), which is predicted based on mean-field constraint counting procedures. (C) 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Relaxation process of photo-excited states in CeSe(2) glass investigated by time-resolved photoluminescence

  Matsuda, O, Saitoh, Y, Yamagata, K, Wada, Y, Wang, Y, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 227 Pt.B 829 - 832 1998年 [査読有り][通常論文]
   

  Time-resolved photoluminescence measurement is done on glassy GeSe2. The decay curve consists of a process whose decay time is about similar to 0.3 ms and a faster process whose decay time is less than 1 mu s. The decay time of the slower process becomes short with increasing excitation energy. The ratio between the slower process and the faster process increases with increasing excitation energy especially in the higher emission energy region. The relaxation process from the excited state just after the photon absorption to the trapped excited state is discussed. (C) 1998 Elsevier Science B.V. AII rights reserved.
• Photo-induced crystallization in amorphous GeSe(2) studied by Raman scattering

  Wang, Y, Matsuda, O, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 227 Pt.B 728 - 731 1998年 [査読有り][通常論文]
   

  The structural difference, due to different preparation methods, in glassy GeSe2 samples is investigated by photo-induced crystallization phenomena using time-resolved Raman measurement. Crystallization temperatures of two samples, which were cooled from melts at different cooling rates, were almost the same in thermal crystallization processes. However, in photo-induced crystallization processes, threshold temperatures of the crystallization directly depended on their cooling rates, the smaller cooling rate the lower the threshold temperature. In the sample cooled at a smaller cooling rate, its medium-range structure is more similar to crystalline nuclei, or easier to transform into crystalline nuclei. (C) 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Structural changes during photo-induced and thermal crystallization processes in evaporated amorphous GeSe(2) films by Raman scattering

  Matsuda, O, Takeuchi, H, Wang, Y, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 232 554 - 559 1998年 [査読有り][通常論文]
   

  The photo-induced and thermal crystallization processes of amorphous GeSe2 films are studied and compared by observation of Raman scattering spectra, Reversible changes of medium range structure are observed in a temperature region well below the crystallization temperature in the thermal crystallization process. This structure is assumed to be caused by large structural fluctuations in the evaporated films. On the other hand, in the photo-induced crystallization process, structural changes are not observed before crystallization begins. The observation is consistent with the fact that the high temperature phase crystal grows much more favorably than the low temperature phase crystal does in the photo-induced crystallization process, though the crystallization temperature is well below the thermal crystallization temperature in the dark. (C) 1995 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Reversible mesoscopic structural transformations in vacuum evaporated amorphous Ge30Se70 film studied by Raman scattering

  Takeuchi, H, Matsuda, O, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 238 1-2 91 - 97 1998年 [査読有り][通常論文]
   

  The Raman scattering properties at high temperatures in non-crystalline Ge30Se70 prepared by melt-quenching (MQ) and vacuum evaporation (VE) are investigated from the view point of the structural difference between them. In the VE film with increasing temperatures, the mesoscopic structure containing edge-sharing GeSe4/2 tetrahedra changes to the structure only containing the corner-sharing tetrahedra even at temperatures well below the glass transition temperature. In the MQ-glass, the structure containing edge-sharing tetrahedra is more stable than that in the VE-film. (C) 1998 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
• Relation of structural and elastic crossover length investigated by low-frequency Raman scattering in GexSe1-x glasses

  Nakamura, M, Matsuda, O, Murase, K

  Physical Review B 57 17 10228 - 10231 1998年 [査読有り][通常論文]
   

  Low-frequency Raman spectra (10 (Formula presented)-80 (Formula presented) have been studied in the (Formula presented) glasses. The Raman spectra reduced by the Bose factor (Formula presented), which are proportional to the vibrational density of states, show a power-law dependence of the frequency, (Formula presented), (Formula presented) in a low-frequency region. The value (Formula presented) is a noninteger, which suggests that these glassy systems have fractal structures. The spectra (Formula presented) of Se-rich samples are classified into three regions whose vibrational properties are due to acoustic phonons, bending fractons, and stretching fractons, whereas that of the Ge-rich samples’ two regions are due to acoustic phonons and stretching fractons. The difference of two types of these low-frequency properties are explained by correlation of the structural crossover length (Formula presented) and the elastic crossover length (Formula presented) The threshold of these phenomena occurs near (Formula presented), which may be related to the prediction of the Phillips-Thorpe constraint theory. © 1998 The American Physical Society.
• Direct deposition of silicon and silicon-oxide films using low-energy Si focused ion beams

  Yanagisawa, J, Nakayama, H, Matsuda, O, Murase, K, Gamo, K

  Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section B-Beam Interactions With Materials and Atoms 127 893 - 896 1997年 [査読有り][通常論文]
   

  Ion beam deposition using low-energy (100 eV) Si2+ focused ion beams (FIB) was performed on gold evaporated substrate at room temperature under various deposition conditions, such as beam scan rates of the FIB and background oxygen pressures of the sample chamber during the deposition. From Auger electron spectroscopy (AES) measurement, it was found that the amount of the oxygen incorporated inside the film can be controlled by the deposition ambient. From the chemical shift in AES spectra and Raman spectroscopy, it was found that deposited Si without oxygen ambient was amorphous and the observed oxygen in the film deposited in high oxygen ambient was chemically bonded with silicon and formed silicon-oxygen bonds,
• Structural changes at glass-transition in GexSe1-x studied by Raman scattering

  Wang, Y, Matsuda, O, Inoue, K, Murase, K

  Progress of Theoretical Physics Supplement 126 126 191 - 194 1997年 [査読有り][通常論文]
   

  The glass-transition, crystallization and melting in GexSe1-x (0 less than or equal to x less than or equal to 0.33) have been studied by Raman scattering. Raman spectra exhibit some anomalous changes at the glass-transition. On the basis of these anomalous features which relate to the structural changes, we investigate a medium range structure in glassy and liquid GexSe1-x. In the Ge composition range of 0.04 < x < 0.18, both GeSe2 and Se crystals are much more difficult to be obtained than in the other Ge composition.
• Temperature dependence of Raman spectra in amorphous, crystalline and liquid GeSe2

  Wang, Y, Nakamura, M, Matsuda, O, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 198 Pt 2 753 - 757 1996年 [査読有り][通常論文]
   

  We have investigated the dynamical processes of glass transition, crystallization and melting in GeSe2 by analyzing Raman spectra of glassy, crystalline and liquid GeSe2 as a function of temperature in a range between room temperature and 730 degrees C. Raman vibration bands related to short- and medium-range structures are observed in glassy and liquid forms. The result suggests that there is a topologically crystalline layer-like fragments in these two forms. The change of the spectral shape around the glass-transition temperature is explained by the decrease of interlayer interaction between the neighboring layer-like fragments consistent with the decrease of the viscosity.
• Photoemission and inverse-photoemission study of the electronic structure of p- and n-type amorphous Ge-Se-Bi films

  Matsuda, O, Ohba, T, Murase, K, Ono, I, Grekos, P, Kouchi, T, Nakatake, M, Tamura, M, Namatame, H, Hosokawa, S, Taniguchi, M

  Journal of Non-Crystalline Solids 198 Pt 2 688 - 691 1996年 [査読有り][通常論文]
   

  The density of states in the conduction band as well as that in the valence band in amorphous Ge20Si80-xBix and Bi2Se3 thin films has been investigated by inverse-photoemission and ultraviolet photoemission spectroscopies. We have found that, with increasing Bi content, the conduction band minimum approaches the Fermi level, while the valence band maximum remains unchanged with respect to the Fermi level, It is concluded that the mixture of Ge-Se and Bi-Se anti-bonding orbits compose the conduction band of the Ge-Se-Bi system. The origin of the n-type conduction in the high Bi concentration region of Ge20Se80-xBix is attributed to this conduction band which appears just above the Fermi level.
• Photoluminescence study of glassy Ge(SxSe1-x)(2)

  Wada, Y, Wang, Y, Matsuda, O, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 198 Pt 2 732 - 735 1996年 [査読有り][通常論文]
   

  Photoluminescence spectra of Ge(SxSe1-x), glasses are investigated with respect to their composition and excitation-energy dependence. Even if the S content, x, is increased to 0.99, the photoluminescence spectra mainly involve those of g-GeSe2 glasses as their ingredient. This result indicates that the luminescence mainly occurs in Se-related luminescent centers. The excitation-energy dependence of the photoluminescence intensity of Se-rich and S-rich samples shows a similar tendency to those of GeSe2 and GeS2 glasses, respectively. We conclude that the energy transfer from S sites excited by light to Se sites is responsible for the observed phenomena.
• Laser spot size dependence of photo-induced crystallization process in amorphous GeSe2 film

  Nakamura, M, Wang, Y, Matsuda, O, Inoue, K, Murase, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 198 Pt 2 740 - 743 1996年 [査読有り][通常論文]
   

  The photo-induced crystallization phenomena in amorphous GeSe2 film are studied by time resolved Raman spectroscopy with varying the spot size of the excitation laser light. The enlargement of the spot size increases the growth probability of the low temperature crystalline phase, while the high temperature crystalline phase dominates under the small spot. A model for understanding these results is proposed in terms of the temperature profile under the irradiation area. The fact that the threshold excitation power density at the onset of crystallization is independent of the spot size suggests that the electronic excitation by light plays an important role in the photo-induced crystallization process.
• A model calculation of the characteristic Raman modes in the tetrahedral network structures of GeSe2

  Inoue, K, Matsuda, O, Murase, K

  Physica B-Condensed Matter 219-20 520 - 522 1996年 [査読有り][通常論文]
   

  The characteristic peaks, A at 211 and A* at 216 cm(-1), in the Raman spectra of layered crystalline GeSe2 have been studied by a model calculation using a valence force field and bond polarizability (VFF-BP). The A phonon is extended along the GeSe4 tetrahedral chain, while the A* phonon is quasi-localized at the edge-sharing GeSe4 tetrahedra. An extended VFF-BP model including interlayer interactions between Se atoms is proposed to understand the peculiar weakness of the A* Raman intensity.
• COMPOSITION MODULATION IN QUANTUM-WIRE STRUCTURES ON VICINAL (110)GAAS STUDIED BY PHOTOLUMINESCENCE

  INOUE, K, HUANG, HK, TAKEUCHI, M, KIMURA, K, NAKASHIMA, H, IWANE, M, MATSUDA, O, MURASE, K

  Japanese Journal of Applied Physics Part 1-Regular Papers Short Notes & Review Papers 34 2B 1342 - 1344 1995年 [査読有り][通常論文]
   

  Quantum wires are fabricated by the growth of the AlGaAs system on vicinal (110) GaAs substrates misoriented toward (111)A. It is concluded that during the growth of AlGaAs, composition modulation occurs on the large-step structure almost independently of the temperature, while the large-step structure is formed by the growthonly below a transition temperature. The photoluminescence (PL) from a single quantum wire is observed witha much narrower spectral width as compared with the PL from multi-quantum wires. © 1995 The Japan Society of Applied Physics.
• ELECTRONIC AND THERMAL-PROCESSES DURING THE PHOTOINDUCED CRYSTALLIZATION OF AMORPHOUS GESE2

  MATSUDA, O, OE, H, INOUE, K, MURASE, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 193 524 - 528 1995年 [査読有り][通常論文]
   

  The photo-induced crystallization process in amorphous GeSe2. is investigated by time-resolved Raman spectroscopy with continuous or periodic light (4880 Angstrom) from an Ar ion laser. It is shown that the electronic and thermal processes work cooperatively to achieve the photo-crystallization. It is found that the periodic excitation experiments reveal the dynamical aspects of the process during latent periods before the crystallization. In particular, a relatively long dark period (10 ms) in the periodic excitation reverses the evolution process in the amorphous state.
• AN INVERSE-PHOTO-EMISSION STUDY ON THE PHOTO-DISSOLUTION OF AG AND CU METALS IN AMORPHOUS GESE2

  HOSOKAWA, S, HARI, Y, ONO, I, NISHIHARA, K, TANIGUCHI, M, MATSUDA, O, MURASE, K

  Journal of Physics-Condensed Matter 6 15 L207 - L214 1994年 [査読有り][通常論文]
   

  The conduction-band density of states of amorphous (a-) GeSe2 photo-dissolved by Ag and Cu metals has been examined by means of inverse-photo-emission spectroscopy (IPES). The characteristic feature of the IPES spectrum of a-GeSe2 rapidly smears out with the photo-dissolution of Ag or Cu metal, and each spectrum of the fully photo-doped samples is quite similar to that of a-GeSe1.5. This result is consistent with a structural model in which the dopant atoms are surrounded by four Se atoms and many Ge-Ge bonds are induced by photo-dissolution. We also measured the change of the IPES spectra in the process of Ag photo-doping.
• アモルファス半導体の光誘起原子移動 --- フォトドーピングと光誘 起結晶化 ---

  井上 恒一, 松田理, 邑瀬 和生

  固体物理別冊特集号「電子励起による非平衡ダイナミックス--- 新物質科学の創出に向け て ---」 71 - 78 1993年 [査読有り][通常論文]
  
• GaAs(110)微傾斜面上のAlGaAs分子線成長と量子細線構造の形成

  中島 尚男, 木村 憲泰, 佐藤 正道, 岩根 正晃, 井上 恒一, 前橋 兼三, 長谷 川 繁彦, 松田 理, 邑瀬 和生

  真空 36 11 862 - 868 1993年 [査読有り][通常論文]
   

  Quantum wire-like structures are formed in the AlGaAs/GaAs superlattices grown on vicinal GaAs (110) surfaces by MBE. SEM and EPMA observations reveal that the formation of giant steps and orientation dependent AlAs mole fraction of AlGaAs layers induce the quantum wire-like structures. Using RHEED, it is found that the step structures of AlGaAs surfaces depend on growth temperatures (diatomic steps above 600°C, giant steps below 600°C), while all the GaAs and AlAs surfaces consist of regular arrays of diatomic steps. Using this phenomenon, quantum wire structures are naturally formed by growing AlAs/AlGaAs/AlAs quantum wells on vicinal GaAs (110) surfaces with giant growth steps. The photoluminescence strongly polarized parallel to the wire direction gives a clear evidence for the formation of quantum wire structures. © 1993, The Vacuum Society of Japan. All rights reserved.
• FORMATION AND PHOTOLUMINESCENCE OF QUANTUM WIRE STRUCTURES ON VICINAL (110) GAAS SUBSTRATES BY MBE

  INOUE, K, KIMURA, K, MAEHASHI, K, HASEGAWA, S, NAKASHIMA, H, IWANE, M, MATSUDA, O, MURASE, K

  Journal of Crystal Growth 127 1-4 1041 - 1044 1993年 [査読有り][通常論文]
   

  Quantum wire structures are formed by the molecular beam epitaxial growth of AlAs-AlGaAs-AlAs quantum well on the large-growth-step structures of superlattices on vicinal (110) GaAs substrates. From the PL spectra, Al compositions in the wire are estimated to be much smaller than those in the well layers. The PL is polarized parallel to the wire direction. The observed large polarization supports the carrier confinement to the quantum wire structures.
• INVERSE-PHOTOEMISSION STUDY OF THE CONDUCTION BANDS IN AMORPHOUS GESE2

  HOSOKAWA, S, NISHIHARA, K, HARI, Y, TANIGUCHI, M, MATSUDA, O, MURASE, K

  Physical Review B 47 23 15509 - 15514 1993年 [査読有り][通常論文]
   

  The unoccupied electronic structure of amorphous GeSe2 has been investigated by means of inverse-photoemission spectroscopy. We have found prominent peaks at 2.1 and 4.7 eV above the Fermi level, and another weak and broad peak at about 8 eV. The energy positions of these peaks are consistent with those of the calculated density of states of conduction bands and those expected from the imaginary part of dielectric function obtained by the optical reflectance measurement. By comparison with the Ge 2p,3d, and Se 3d core-absorption spectra, the first and second peaks are assigned to the antibonding states of the Ge-Se covalent bonds, and the third peak corresponds to the 4d and/or 5s states of both the Ge and Se atoms. © 1993 The American Physical Society.
• アモルファスゲルマニウムカルコゲナイドの構造と物性 --- 中距離秩序構造と光誘起結晶化 ---

  邑瀬 和生, 松田 理, 井上 恒一

  固体物理 27 11 841 - 850 アグネ技術センタ- 1992年 [査読有り][通常論文]
  
• PHOTOLUMINESCENCE AND RAMAN-SCATTERING SPECTRA FROM POROUS SILICON

  INOUE, K, MAEHASHI, K, NAKASHIMA, H, MATSUDA, O, MURASE, K

  Superlattices and Microstructures 12 1 77 - 80 1992年 [査読有り][通常論文]
  
• SPECTRAL AND SPATIAL-BEHAVIOR OF RAMAN-SCATTERING AND PHOTOLUMINESCENCE FROM POROUS SILICON

  INOUE, K, MATSUDA, O, MAEHASHI, K, NAKASHIMA, H, MURASE, K

  Japanese Journal of Applied Physics Part 2-Letters 31 8A L997 - L1000 1992年 [査読有り][通常論文]
   

  Depth profiles of Raman scattering and the photoluminescence (PL) properties of anodized porous Si have been studied by micro-measurement techniques. In Raman spectra a remarkable low-energy shift and broadening of the optical phonon line are observed as compared with the bulk Si phonon line basically owing to the phonon confinement. In the depth profiles the PL shows blueshift correlating with the low-energy shift of the Raman peak as the measured point approaches the surface. The redshift of the PL peak has been observed with the low-energy excitation in normal-incidence experiments. It is concluded that the structural depth inhomogeneity strongly affects the optical properties of porous Si.
• DISORDER IN GESE2 SMALL CRYSTALS AND MEDIUM-RANGE STRUCTURE IN AMORPHOUS GESE2

  MATSUDA, O, INOUE, K, NAKANE, T, MURASE, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 150 1-3 202 - 206 1992年 [査読有り][通常論文]
   

  The Raman scattering spectra of various forms of GeSe2, such as amorphous films, single crystals, and small crystals prepared by a gas-evaporation deposition technique, are investigated with an excitation photon energy ranging from 2.1 to 2.8 eV. In the spectra of the crystals, there are two Raman bands, originating from two types of breathing vibrations of the GeSe4/2 tetrahedra: one is spread over the corner-sharing tetrahedra and the other is quasi-localized on the edge-sharing tetrahedra. In addition to the resonant Raman scattering related to the edge-sharing tetrahedra through the exciton transition observed with 2.71 eV excitation in the single crystals, a new resonant spectrum is found only in the small crystals with 2.54 eV excitation. With increasing disorder in the crystals, the intensity ratio between the two breathing vibration bands increases in the off-resonant excitation region. The Raman spectra in the amorphous states are ascribed to the breathing vibrations of GeSe4/2 tetrahedra which form a medium-range structure topologically similar to that of crystalline fragments.
• A COMPARISON BETWEEN THE RAMAN MODES OF THE TETRAHEDRAL NETWORK IN AMORPHOUS AND LAYERED CRYSTALLINE GESE2

  INOUE, K, MATSUDA, O, MURASE, K

  Journal of Non-Crystalline Solids 150 1-3 197 - 201 1992年 [査読有り][通常論文]
   

  The characteristic Al peak at 199 cm-1 and the A1C peak at 216 cm-1 in the Raman spectrum of amorphous GeSe2 were compared with the peaks at 211 and 216 cm-1 in the spectrum of crystalline GeSe2. It was proved that the crystalline 216 cm-1 peak is an intrinsic mode which is enhanced by the bulk exciton transition. From a model calculation using a valence force field and bond polarizability, the 211 cm-1 peak was assigned to in-phase breathing vibrations extended along the GeSe4 tetrahedral chain structure, while the 216 cm-1 peak was attributed to in-phase breathing vibrations quasi-localized at the GeSe4 edge-sharing tetrahedra. The phonon density of states in the crystal has a doublet peak similar to the amorphous Raman spectrum. A correspondence between the amorphous and the crystalline Raman spectra was proposed.
• RAMAN-SPECTRA OF TETRAHEDRAL VIBRATIONS IN CRYSTALLINE GERMANIUM DICHALCOGENIDES, GES2 AND GESE2, IN HIGH AND LOW-TEMPERATURE FORMS

  INOUE, K, MATSUDA, O, MURASE, K

  Solid State Communications 79 11 905 - 910 1991年 [査読有り][通常論文]
   

  Raman spectra of GeX2 (X = S and Se) crystals in high (HT) and low (LT) temperature forms have been studied on the view point of the connectivity of GeX4 tetrahedra. The characteristic Raman bands are understood by a simple valence-force-field model combined with a bond polarizability model. The most intense Raman bands in HT-GeX2 have been assigned to tetrahedral A1 vibrations extended in the chain structures along the [100] direction. Quasi-localized A1 vibrations in the bridge structures in HT-GeX2 are responsible for a higher side-band of the main band. The main bands in the spectra of LT-GeX2 have been assigned to nearly degenerated A1 vibrations linearly extended in the two chains along the [001] direction. The difference between the spectra of GeS2 and GeSe2 has been roughly explained to be due to the difference between atomic masses.
• RESONANT RAMAN-STUDY ON CRYSTALLINE GESE2 IN RELATION TO AMORPHOUS STATES

  MATSUDA, O, INOUE, K, MURASE, K

  Solid State Communications 75 4 303 - 308 1990年 [査読有り][通常論文]
  
• IDENTIFICATION OF THE A1 COMPANION RAMAN BAND BY 2-DIMENSIONAL MEDIUM RANGE STRUCTURE IN AMORPHOUS GESE2

  O MATSUDA, K INOUE, K MURASE

  20TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE PHYSICS OF SEMICONDUCTORS, VOLS 1-3 2135 - 2138 1990年 [査読有り][通常論文]
  
• RAMAN AND PHOTOLUMINESCENCE INVESTIGATIONS OF ZNSE-ZNS STRAINED-LAYER SUPERLATTICES

  SHON, LH, INOUE, K, MATSUDA, O, MURASE, K, YOKOGAWA, T, OGURA, M

  Solid State Communications 67 8 779 - 782 1988年 [査読有り][通常論文]
  

MISC

• 2P1-9 Imaging surface acoustic waves on a metamaterial based on silica microspheres

  Otsuka Paul H., Mezil Sylvain, Matsuda Osamu, Tomoda Motonobu, Gian Tian, Boechler Nicholas, Maznev Alex A., Fang Nicholas, Wright Oliver B. 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 36 "2P1 -9-1"-"2P1-9-2" 2015年11月05日
• 2E3-1 Extraordinary transmission of gigahertz surface acoustic waves

  Sylvain Mezil, Kazuki Chonan, Sam H. Lee, Motonobu Tomoda, Osamu Matsuda, Paul H. Otsuka, Oliver B. Wright 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 36 "2E3 -1-1"-"2E3-1-2" 2015年11月05日
• 3P2-18 マイクロ楔形構造における曲げ振動波のイメージング(ポスターセッション)

  友田 基信, 松枝 真之介, Otsuka Paul H., 松田 理, Veres Istvan A., Gusev Vitali E., Wrigth Oliver B. 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 35 451 -452 2014年12月03日
• 2E1-1 Watching arbitrary acoustic whispering-gallery modes in the GHz range using ultrashort light pulses(Measurement techniques, Nondestructive Evaluation)

  Mezil Sylvain, Otsuka Paul H., Kaneko Shogo, Wright Oliver B., Tomoda Motonobu, Matsuda Osamu 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 35 183 -184 2014年12月03日
• 2P1-10 Imaging localized phonon fields in phononic crystal slabs(Poster Session)

  Otsuka P. H., Chinbe R., Kim S. H., Tomoda M., Matsuda O., Veres I. A., Tanaka Y., Jeon H. S., Wright O. B. 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 35 227 -228 2014年12月03日
• 光学的手法によるGHz帯表面音響波の時間分解二次元イメージングとその応用 (特集 LU2013(2)レーザ超音波とその応用)

  松田 理, ライト オリバー B. 非破壊検査 63 (4) 195 -199 2014年04月
• 28aCK-8 周期的パルス光源を用いるポンププローブ測定における任意周波数応答の励起・検出(28aCK 磁性体・新光源・その他,領域5(光物性))

  松田 理, 兼子 翔伍, 友田 基信, ライト オリバーB. 日本物理学会講演概要集 69 (1) 748 -748 2014年03月05日
• Generation and observation of GHz-THz acoustic waves in thin films and microstructures using optical methods

  Osamu Matsuda, Oliver B. Wright Springer Series in Optical Sciences 180 129 -151 2014年 [査読無し][通常論文]
  
• 3P1-1 三角形格子フォノニック結晶における表面弾性波伝搬イメージング(ポスターセッション)

  Otsuka Paul H., Chinbe Ryota, Tomoda Motonobu, Matsuda Osamu, Wright Oliver B., Veres Istvan, Lee Joo-Hyung, Yoon Jun-Bo 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 34 413 -414 2013年11月20日
• 1P2-34 ピコ秒超音波パルスと非平衡電子による機械的接触のマッピング(ポスターセッション)

  友田 基信, デフー トーマ, 岩崎 洋平, 松田 理, グセブ ヴィタリィ, ライト オリバー 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 34 103 -104 2013年11月20日
• 27pXG-4 時間分解2次元表面音響波イメージングによるフォノニック結晶中のGHz音響波伝播の研究(27pXG 領域4,領域3,領域5,領域7,領域10合同シンポジウム:フォノンの理解・制御によるエレクトロニクスの新展開Novel phononic electronics in solid state devices,領域4(半導体,メゾスコピック系・局在))

  松田 理 日本物理学会講演概要集 68 (1) 763 -763 2013年03月26日
• 1P1-6 二次元フォノニック結晶による表面弾性波の負屈折の時間分解イメージング(ポスターセッション)

  古賀 裕章, 友田 基信, 松田 理, 珍部 涼太, 佐久間 洋宇, オオツカ ポール, ヴェレス イステバン, ライト オリバー 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 33 29 -30 2012年11月13日
• 2P2-7 GHz帯弾性表面波の時間分解2次元イメージングにおける周波数の精密制御(ポスターセッション)

  兼子 翔伍, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B. 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 33 181 -182 2012年11月13日
• Optical tomographic imaging of picosecond pulses with 200nm spatial resolution

  TOMODA Motonobu, MATSUO Hiroyuki, VOTI Roberto Li, MATSUDA Osamu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 33rd 7 -8 2012年11月13日 [査読無し][通常論文]
  
• Time-resolved imaging of GHz surface acoustic waves in TeO2 through the photoelastic effect

  UETSUJI Atsuki, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, SAKUMA Hirotaka, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 33rd 41 -42 2012年11月13日 [査読無し][通常論文]
  
• Direct measurement of surface displacement of metal thin films in picosecond laser ultrasonics

  KOIWA Shun, MATSUDA Osamu, BEARDSLEY Ryan, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 33rd 305 -306 2012年11月13日 [査読無し][通常論文]
  
• ピコ秒領域表面変位測定によるWおよびCr薄膜中光励起電子の超高速緩和の研究

  松田理, 小岩俊, BEARDSLEY Ryan, 友田基信, WRIGHT Oliver B 日本物理学会講演概要集 67 (2) 687 -687 2012年08月24日 [査読無し][通常論文]
  
• ピコ秒領域表面変位の直接測定による金属中光励起電子の超高速緩和の研究

  松田理, 大野敦史, 小岩俊, 友田基信, WRIGHT Oliver B 日本物理学会講演概要集 67 (1) 814 -814 2012年03月05日 [査読無し][通常論文]
  
• Study of the generation and detection of GHz acoustic waves in a SiO2 film on a GaAs (411) substrate using picosecond laser acoustics

  TONOMURA Masahiro, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 32nd 177 -178 2011年11月08日 [査読無し][通常論文]
  
• Extraordinary optical transmission modulated by the vibrational modes of a periodic structure of square holes

  SAKUMA Hirotaka, TOMODA Motonobu, MATSUDA Osamu, OTSUKA Paul H, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 32nd 9 -10 2011年11月08日 [査読無し][通常論文]
  
• Ultrafast optical probing of the vibrations of gold nano-dishes

  HOSHII Wataru, KELF Timothy A, COLE Robin M, VERES Istvan A, MAHAJAN Sumeet, BAUMBERG Jeremy J, TOMODA Motonobu, MATSUDA Osamu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 32nd 63 -64 2011年11月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 1J1-1 2Dプラズモニック結晶におけるGHz振動モードによる透過率変調(超音波物性,材料,フォノン物理,光超音波エレクトロニクス)

  佐久間 洋宇, 友田 基信, 松田 理, Otsuka Paul H, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (32) 9 -10 2011年11月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 2Pa1-4 Auナノディッシュ構造における振動モードの超高速光学測定(ポスターセッション)

  星井 渡, Kelf Timothy A, Cole Robin M, Veres Istvan A, Mahajan Sumeet, Baumberg Jeremy J, 友田 基信, 松田 理, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (32) 63 -64 2011年11月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 2Pb1-1 ピコ秒レーザー超音波法によるSiO_2薄膜/GaAs(411)基板におけるGHz音響波の生成と検出(ポスターセッション)

  外村 将大, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (32) 177 -178 2011年11月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 3Pa1-5 フォノニック結晶平板上におけるラム波伝播イメージング(ポスターセッション)

  珍部 涼太, キム シーハン, オオツカ ポール, 友田 基信, 松田 理, ヴェレス イストバン, 田中 之博, ジェオン ヘオンス, ライト オリバー 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (32) 325 -326 2011年11月08日 [査読無し][通常論文]
  
• OS02-2-3 Optical tomographic imaging of nanometer ultrasonic pulses propagation

  Tomoda Motonobu, Matsuo Hiroyuki, Matsuda Osamu, Wright Oliver B., Voti Roberto Li Abstracts of ATEM : International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics : Asian Conference on Experimental Mechanics 2011 (10) "OS02 -2-3-1" 2011年09月19日
• 26aHC-11 ピコ秒領域表面変位直接測定による金属中光励起電子の超高速緩和の研究(26aHC 若手奨励賞受賞記念講演/新光源・新分光法,領域5(光物性))

  松田 理, 大野 敦史, 友田 基信, ライト オリバーB 日本物理学会講演概要集 66 (1) 773 -773 2011年03月03日 [査読無し][通常論文]
  
• Dynamic imaging of surface acoustic waves in phononic crystals

  Oliver B. Wright, Istvan A. Veres, Dieter M. Profunser, Osamu Matsuda, Brian Culshaw, Udo Lang SMART NANO-MICRO MATERIALS AND DEVICES 8204 ROMBUNNO.17A-R-10 2011年 [査読無し][通常論文]
   

  Using ultrashort pulsed optical excitation and interferometric detection, we image ultrahigh- frequency surface acoustic waves on two-dimensional (2D) phononic crystals in the time domain. The samples consist of a square lattice of air-filled holes etched in a silicon substrate. Good agreement with time-domain finite element numerical simulations is obtained. The dispersion relation is derived and stop bands are revealed by means of Fourier transforms. The wave fields corresponding to acoustic eigenmodes at specific frequencies are also presented.
• 光弾性効果によるギガヘルツ弾性表面波の時間分解二次元イメージング

  松田 理, 斎藤 大樹, 友田 基信, オリバー B. ライト 超音波テクノ 23 (1) 69 -73 2011年 [査読無し][招待有り]
  
• Two-dimensional imaging of surface acoustic waves and photoluminescence on GaAs

  KANEKO Shogo, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 31st 159 -160 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• Imaging GHz surface acoustic waves on anisotropic media through the photoelastic effect

  SAITO Taiki, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 31st 447 -448 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• Study of ultrafast electron relaxation by the direct measurement of picosecond surface displacement

  OHNO Atsushi, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 31st 33 -34 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• Visualization of Propagating Picosecond Ultrasonic Pulses in Transparent Solids

  MATSUO Hiroyuki, TOMODA Motonobu, LI VOTI Robert, MATSUDA Osamu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 31st 161 -162 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• Time-resolved two-dimensional imaging of surface acoustic waves generated by optical pulses focused to arbitrary spatial shapes

  SUGAHARA Hiroyuki, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B, GLORIEUX Christ, CLARK Matt 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 31st 23 -24 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• Acoustic Modes of GaAs Nanopillars Studied with Ultrashort Optical Pulses

  SAKUMA Hirotaka, TOMODA Motonobu, MATSUDA Osamu, FUKUI Takashi, TOMIOKA Katsuhiro, VERES Istvan A, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 31st 153 -154 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1Pa-4 任意空間形状に集光したパルス光励起による弾性表面波の時間分解2次元イメージング(ポスターセッション)

  菅原 浩之, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B, Glorieux Christ, Clark Matt 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (31) 23 -24 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1Pa-9 ピコ秒表面変位の直接測定による超高速電子拡散の研究(ポスターセッション)

  大野 敦史, 松田 理, 友田 基信, Wrieht Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (31) 33 -34 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1Pb-6 超短光パルスを用いたGaAsナノピラーの振動モード観測(ポスターセッション)

  佐久間 洋宇, 友田 基信, 松田 理, 福井 孝志, 富岡 克広, Veres Istvan A, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (31) 153 -154 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1Pb-9 GaAsにおける弾性表面波とフォトルミネッセンスの2次元イメージング(ポスターセッション)

  兼子 翔伍, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (31) 159 -160 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1Pb-10 透明固体試料内におけるピコ秒超音波伝播の可視化(ポスターセッション)

  松尾 浩幸, 友田 基信, リボッティ ロベルト, 松田 理, ライト オリバ 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (31) 161 -162 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 3J-2 光弾性効果による異方性媒質上での弾性表面波二次元イメージング(測定技術,映像法,非破壊評価)

  齊藤 大樹, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (31) 447 -448 2010年12月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 24pRC-12 プラズモニック構造におけるGHzフォノンイメージング(24pRC 超高速現象,領域5(光物性))

  WRIGHT O. B., KELF T., MATSUDA O., COLE R., MAHAJAN S., BAUMBERG J. J., VERES I. A. 日本物理学会講演概要集 65 (2) 700 -700 2010年08月18日
• 25pRE-4 光弾性効果によるGHz弾性表面波伝播の実時間2次元イメージング(25pRE 格子振動・低次元・緩和励起子,領域5(光物性))

  松田 理, 齋藤 大樹, 友田 基信, ライト オリバー B 日本物理学会講演概要集 65 (2) 723 -723 2010年08月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 20aHQ-9 ピコ秒レーザー音響法における超高速表面変位の直接測定(20aHQ 超高速現象・量子井戸,領域5(光物性))

  松田 理, 大野 敦史, 友田 基信, ライト オリバーB 日本物理学会講演概要集 65 (1) 735 -735 2010年03月01日 [査読無し][通常論文]
  
• Time-resolved imaging of surface acoustic waves on GaAs

  KANEKO Shogo, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 30th 469 -470 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• Imaging GHz surface acoustic waves through the photoelastic effect

  SAITO Taiki, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 30th 59 -60 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• Direct measurement of surface displacement in picosecond laser ultrasonics

  OHNO Atsushi, MATSUDA Osamu, TOMODA Motonobu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 30th 221 -222 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• Vibrations of nanostructures probed by ultrashort optical pulses

  SAKUMA Hirotaka, TOMODA Motonobu, MATSUDA Osamu, FUKUI Takashi, TOMIOKA Katsuhiro, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 30th 209 -210 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• Time-resolved imaging of confined Rayleigh and Lamb waves in microscopic resonators and wedges

  TOMODA Motonobu, MATSUEDA Shinnosuke, WRIGHT Oliver B, MATSUDA Osamu, NISHIJIMA Yoshiaki, UENO Kosei, SAULIUS Juodkazis, MISAWA Hiroaki 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 30th 457 -458 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 1P2-22 光弾性効果によるギガヘルツ弾性表面波二次元イメージング(ポスターセッション)

  齊藤 大樹, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (30) 59 -60 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 2P1-4 超短光パルスによるナノ構造の振動研究(ポスターセッション)

  佐久間 洋宇, 友田 基信, 松田 理, 福井 孝志, 富岡 克広, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (30) 209 -210 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 2P1-10 ピコ秒超音波法における表面変位の直接測定(ポスターセッション)

  大野 敦史, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (30) 221 -222 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 3J1-4 2次元フォノニック結晶導波路における弾性表面波の時間分解イメージング(超音波物性・光超音波)

  南里 圭佑, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B, Profunser Dieter, Khelif Abdelkrim, Laude Vincent, Benchabane Sarah 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (30) 415 -416 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
   

  Surface acoustic wave propagation at frequencies up to 1GHz is imaged in the time domain on several two-dimensional phononic crystal waveguides by means of ultrashort pulsed optical excitation and detection. These images are Fourier Transformed and analyzed.
• 3P1-18 マイクロ共振器・くさび構造中のレイリー波・ラム波の時間分解イメージング(ポスターセッション)

  友田 基信, 松枝 真之介, Wright Oliver B, 松田 理, 西島 善明, 上野 貢生, Saulius Juodkazis, 三澤 弘明 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (30) 457 -458 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 3P1-24 GaAsにおける弾性表面波の時間分解イメージング(ポスターセッション)

  兼子 翔伍, 松田 理, 友田 基信, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (30) 469 -470 2009年11月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 30pRB-2 光トモグラフィ法によるピコ秒フォノンパルスのイメージング(30pRB フォノン物性,領域10(誘電体,格子欠陥,X線・粒子線,フォノン物性))

  友田 基信, Voti Roberto Li, 松田 理, Wright Oliver B 日本物理学会講演概要集 64 (1) 978 -978 2009年03月03日 [査読無し][通常論文]
  
• 30pRB-11 液体表面における弾性波伝播についての一考察(30pRB フォノン物性,領域10(誘電体,格子欠陥,X線・粒子線,フォノン物性))

  松田 理, Cote Renaud, Glorieux Christ 日本物理学会講演概要集 64 (1) 980 -980 2009年03月03日 [査読無し][通常論文]
  
• 半導体ナノピラーの振動モード観測

  佐久間 洋宇, 友田 基信, 松田 理, 福井 孝志, 富岡 克広, Oliver B. Wright 超音波テクノ 21 (6) 64 -67 2009年 [査読無し][通常論文]
  
• Imaging the Acoustic Rectification of Surface Acoustic Waves

  DANWORAPHONG Sorasak, KELF Timothy A, MATSUDA Osamu, WRIGHT Oliver B, UENO Kosei, NISHIJIMA Yoshiaki, JUODKAZIS Saulius, MISAWA Hiroaki 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 29th 179 -180 2008年11月11日 [査読無し][通常論文]
  
• Real time imaging and dispersion behavior of Lamb waves in an elastic wedge

  MATSUEDA Shinnosuke, TOMODA Motonobu, MATSUDA Osamu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 29th 381 -382 2008年11月11日 [査読無し][通常論文]
  
• Real-time imaging of GHz acoustic waves on bulk acoustic resonators

  FUJIKURA Takashi, MATSUDA Osamu, WRIGHT Oliver B, MASSON Jeremy, BALLANDRAS Sylvain 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 29th 379 -380 2008年11月11日 [査読無し][通常論文]
  
• 1J2a-3 半導体ナノピラーにおける振動モードのピコ秒音響法による観測(測定技術)

  佐久間 洋宇, 友田 基信, 松田 理, 福井 孝志, 富岡 克広, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (29) 19 -20 2008年11月11日 [査読無し][通常論文]
   

  We investigate the vibrational modes of GaAs nanopillars of hexagonal cross section on a GaAs substrate using an ultrafast optical technique. The motions of the pillars after excitation with visible light pulses are detected using a time-delayed infrared light pulses. Thickness modes of the pillars are detected in the 10-30 GHz range.
• 2E2b 音響整流器構造における表面音響波伝播の実時間イメージング(一般英語口演 I)

  Danworaphong Sorasak, Kelf Timothy A, 松田 理, Wright Oliver B, 上野 貢生, 西島 喜明, Juodkazis Saulius, 三澤 弘明 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (29) 179 -180 2008年11月11日 [査読無し][通常論文]
  
• 3P2b-8 くさび構造におけるラム波伝播の実時間イメージングと分散解析(ポスターセッション)

  松枝 真之介, 友田 基信, 松田 理, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (29) 381 -382 2008年11月11日 [査読無し][通常論文]
  
• 22aPS-50 ヘテロダイン干渉計による液体表面音響波の観測(22aPS 領域5ポスターセッション,領域5(光物性))

  松田 理, Glorieux Christ 日本物理学会講演概要集 63 (2) 661 -661 2008年08月25日 [査読無し][通常論文]
  
• 24aYJ-12 異方性試料を伝播するピコ秒弾性波による光散乱(非線形光学・超高速現象,領域5,半導体,メゾスコピック系・局在)

  松田 理, Wright Oliver B, Hurley David H, Gusev Vitalvi, 清水 健一 日本物理学会講演概要集 63 (1) 718 -718 2008年02月29日 [査読無し][通常論文]
  
• SPATIOTEMPORAL MAPPING OF SYMMETRICAL SURFACE ACOUSTIC FIELDS ON CRYSTALS AND PERIODIC MICROSTRUCTURES

  T. Tachizaki, O. B. Wright, O. Matsuda Topological Aspects of Critical Systems and Networks 249 -252 2007年06月 [査読有り][通常論文]
  
• 19pXB-9 MHz表面フォノンウィスパリングギャラリーモードの時空間観察と時空間フーリエ変換(格子欠陥・ナノ構造(半導体・ナノ粒子・表面界面),領域10,誘導体,格子欠陥,X線・粒子線,フォノン物性)

  立崎 武弘, 松田 理, Wright Oliver B 日本物理学会講演概要集 62 (1) 958 -958 2007年02月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 18aXA-5 深さ方向に不均一な構造における音響波伝搬(フォノン物性,領域10,誘導体,格子欠陥,X線・粒子線,フォノン物性)

  松田 理, Glorieux Christ 日本物理学会講演概要集 62 (1) 931 -931 2007年02月28日 [査読無し][通常論文]
  
• Imaging the propagation of a gigahertz ultrasonic pulse in a transparent medium

  TOMODA Motonobu, VOTI Roberto Li, MATSUDA Osamu, WRIGHT Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 27th 183 -184 2006年11月15日 [査読無し][通常論文]
  
• Imaging ripples on phononic crystals reveals acoustic band structure and bloch harmonics (vol 97, pg 055502, 2006)

  Dieter M. Profunser, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda PHYSICAL REVIEW LETTERS 97 (11) 2006年09月 [査読無し][通常論文]
  
• Real Time Imaging Techniques for Surface Waves on Topological Structures

  T. Tachizaki, T. Muroya, O. Matsuda, O. B. Wright Topology in Ordered Phases 323 -326 2006年08月 [査読有り][通常論文]
  
• 28pYA-2 マイクロ構造における表面フォノンウィスパリングギャラリーモードの実時間二次元イメージング(28pYA フォノン物性,領域10(誘電体,格子欠陥,X線・粒子線,フォノン物性))

  立崎 武弘, 松田 理, Wright Oliver B 日本物理学会講演概要集 61 (1) 940 -940 2006年03月04日 [査読無し][通常論文]
  
• P3-43 光弾性効果を用いた弾性表面波イメージング(ポスターセッション3(概要講演))

  川田 健司, 立崎 武弘, 松田 理, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (26) 425 -426 2005年11月16日 [査読無し][通常論文]
  
• 21aYD-7 超短光パルスによるピコ秒音響フォノンパルスの生成・検出とその物性研究への応用(超高速現象・格子振動・緩和励起子,領域5(光物性))

  松田 理 日本物理学会講演概要集 60 (2) 610 -610 2005年08月19日 [査読無し][通常論文]
  
• Picosecond acoustics in semiconductor quantum wells

  Matsuda O, Tachizaki T, Fukui T, Baumberg JJ, Wright OB Ultrafast Phenomena in Semiconductors and Nanostructure Materials IX 5725 257 -264 2005年07月22日 [査読有り][通常論文]
   

  Picosecond acoustic phonon pulses are generated with ultrashort laser pulses in a sample containing three GaAs-Al0.3Ga0.7As quantum wells of different thickness. The pump photon energy is tuned through the hh1-e1 transitions of each well (1.44 - 1.64 eV) and the probe photon energy is chosen to allow detection of the phonon pulses at the sample surface (3.06 eV). Transient optical reflectance and phase changes are recorded as a function of the delay time between the pump and probe light pulses using an interferometric technique. The transition between the valence and conduction sublevels of the wells is observed to strongly influence the pump-photon-energy dependence of the acoustic phonon pulse generation. The data are analyzed with a model that relates the carrier wavefunctions in the quantum wells to the acoustic strain through the deformation potential, and the acoustic strain to the transient optical reflectance and phase.
• Acoustic phonon generation and detection in GaAs/Al0.3Ga0.7As quantum wells with picosecond laser pulses (vol B 71, art no 115330, 2005)

  O Matsuda, T Tachizaki, T Fukui, JJ Baumberg, OB Wright PHYSICAL REVIEW B 71 (15) 2005年04月 [査読無し][通常論文]
  
• Evaluation of vapour-deposited ice films with laser picosecond acoustics

  KASHIWADA Saori, MATSUDA Osamu, BAUMBERG Jeremy J, WRIGHT Oliver B 応用物理学関係連合講演会講演予稿集 52nd (1) 475 2005年03月29日 [査読無し][通常論文]
  
• 25aXP-9 異方性結晶におけるピコ秒剪断弾性波の検出(超高速現象,領域5(光物性))

  松田 理, Hurley David H, Gusev Vitalyi E, 清水 健一, Wright Oliver B 日本物理学会講演概要集 60 (1) 691 -691 2005年03月04日 [査読無し][通常論文]
  
• G-1 Generation and detection of picosecond shear strain pulses with ultrashort light pulses(Photoacoustics, Acousto-optics)

  Matsuda Osamu, Wright Oliver B., Hurley David H., Gusev Vitalyi E., Shimizu Kenichi 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 25 315 -316 2004年10月27日
• P2-46 Real time imaging of surface acoustic waves on a sphere(Short presentation for poster)

  Yamazaki Hiroto, Matsuda Osamu, Wright Oliver B. 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 25 249 -250 2004年10月27日 

  In summary, we have demonstrated the real-time imaging of surface acoustic waves on isotropic spheres using an ultrafast optical technique. This method can be applied in future to anisotropic balls to investigate the effect of surface curvature and anisotropic propagation effects.
• E-2 Evaluation of ice films by picosecond acoustics(Fundamentals, Surface wave devices)

  Kashiwada Saori, Matsuda Osamu, Baumberg Jeremy J., Wright Oliver B. 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 25 299 -300 2004年10月27日
• P2-42 Imaging of picosecond longitudinal acoustic pulses in a transparent medium(Short presentation for poster)

  Tomoda Motonobu, Voti Roberto Li, Matsuda Osamu, Wright Oliver B. 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 25 241 -242 2004年10月27日
• P2-45 Terahertz ultrasonic generation and detection in GaAs/AlGaAs quantum wells(Short presentation for poster)

  Tachizaki T., Matsuda O., Fukui T., Baumberg J. J., Wright O. B. 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 25 247 -248 2004年10月27日
• B-4 2次元ミクロ構造における弾性表面波の実時間イメージング(超音波物性,超音波材料)

  村本 衛司, Wright Oliver B, 松田 理, 友田 基信, 竹崎 泰一, 末岡 和久 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (25) 11 -12 2004年10月27日 [査読無し][通常論文]
  
• P1-37 光弾性効果に基づく弾性異方体の表面波イメージング(ポスターセッション1(概要講演))

  川田 健司, 立崎 武弘, 山崎 大人, 松田 理, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (25) 85 -86 2004年10月27日 [査読無し][通常論文]
  
• P1-54 ピコ秒超音波法によるGaAs中光励起キャリアの超高速ダイナミクス(ポスターセッション1(概要講演))

  笹嶋 崇司, 立崎 武弘, 松田 理, 赤堀 誠志, 福井 孝志, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (25) 119 -120 2004年10月27日 [査読無し][通常論文]
  
• P1-55 ピコ秒レーザー音響法における超高速試料表面変位の直接測定(ポスターセッション1(概要講演))

  青木 香絵, 松田 理, 立崎 武弘, オリバライト 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (25) 121 -122 2004年10月27日 [査読無し][通常論文]
  
• P1-58 フォトニックバンドギャップ構造中の超音波伝播による超高速反射率変化の増強(ポスターセッション1(概要講演))

  水沼 栄太郎, 松田 理, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (25) 127 -128 2004年10月27日 [査読無し][通常論文]
  
• 12pXC-12 スペクトル領域におけるピコ秒超音波波形解析(非線形光学・超高速現象, 領域 5)

  立崎 武弘, 斉藤 貴博, 松田 理, Baumberg Jeremy J, Wright Oliver B 日本物理学会講演概要集 59 (2) 639 -639 2004年08月25日 [査読無し][通常論文]
  
• 12pXC-13 斜め入射干渉光学系によるピコ秒過渡的表面変位の直接測定法(非線形光学・超高速現象, 領域 5)

  松田 理, 青木 香絵, 立崎 武弘, Wright O. B 日本物理学会講演概要集 59 (2) 640 -640 2004年08月25日 [査読無し][通常論文]
  
• 12aTJ-1 透明物質中を伝播するピコ秒超音波パルスのイメージング(フォノン物性, 領域 10)

  友田 基信, Voti Roberto Li, 松田 理, Wright Oliver B 日本物理学会講演概要集 59 (2) 850 -850 2004年08月25日 [査読無し][通常論文]
  
• 12aTJ-2 超短光パルスによる GHz 領域弾性表面波のリアルタイムイメージング(フォノン物性, 領域 10)

  室屋 敏弘, 立崎 武弘, 松田 理, Wright O. B 日本物理学会講演概要集 59 (2) 850 -850 2004年08月25日 [査読無し][通常論文]
  
• Picosecond acoustic phonon pulse generation in nickel and chromium (vol B 67, art no 205421, 2003)

  T Saito, O Matsuda, OB Wright PHYSICAL REVIEW B 69 (23) 2004年06月 [査読無し][通常論文]
  
• 27aXM-9 Cu多結晶粒界における表面音響波伝搬の実時間イメージング(フォノン物性・X線・粒子線)(領域10)

  菅原 美博, Hurley Davd. H, 松田 理, Wright Oliver. B, 鈴木 孝尚, 田村 信一朗 日本物理学会講演概要集 59 (1) 940 -940 2004年03月03日 [査読無し][通常論文]
  
• Probing electron wavefunctions in quantum wells using ultrafast coherent acoustic phonon generation

  O. B. Wright, T. Tachizaki, O. Matsuda, T. Fukui, J. J. Baumberg OSA Trends in Optics and Photonics Series 97 157 2004年01月01日 [査読無し][通常論文]
   

  Individual quantum wells in GaAs/AlGaAs heterostructures are selectively excited by ultrashort wavelength-tunable optical pulses. We demonstrate how the electron and hole wavefunctions can be probed from the generated coherent acoustic phonon pulses. © 2002 Optical Society of America.
• P1-A-4 実時間表面音響波イメージング(基礎・フォノン物理,ポスターセッション1(概要講演))

  ライト オリバー, 菅原 美博, 松田 理 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 0 (24) 13 -14 2003年11月12日 [査読無し][通常論文]
  
• 21aTA-7 レーザーピコ秒音響法におけるコヒーレント TA フォノンパルスの発生と検出

  松田 理, Hurley D. H, 清水 健一, Wright O. B 日本物理学会講演概要集 58 (2) 628 -628 2003年08月15日 [査読無し][通常論文]
  
• 28aYF-2 ピコ秒フォノンパルスで見る GaAs エアギャップ構造中の超高速キャリアダイナミクス

  松田 理, 福井 孝志, 赤堀 誠志, Wright Oliver. B 日本物理学会講演概要集 58 (1) 679 -679 2003年03月06日 [査読無し][通常論文]
  
• P2-20 光ヘテロダイン力顕微鏡におけるカンチレバーのダイナミクス(ポスターセッション2,ポスター発表)

  友田 基信, 松田 理, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (23) 179 -180 2002年11月07日 [査読無し][通常論文]
  
• 8aSJ-7 斜め入射プローブ光学系を用いたレーザーピコ秒音響法(光誘起相転移,領域5)

  松田 理, 立崎 武弘, Hurley D.H., Wright O. B. 日本物理学会講演概要集 57 (2) 638 -638 2002年08月13日
• 6aSK-6 不透明基板における表面フォノン伝播の時間分解イメージングと分散関係(フォノン物性,領域10)

  菅原 美博, 松田 理, Wright O.B. 日本物理学会講演概要集 57 (2) 790 -790 2002年08月13日
• 27aYE-5 透明および不透明膜構造におけるレーザーピコ秒音響法信号の解析(27aYE 超高速現象,領域5(光物性分野))

  松田 理, Wright O. B. 日本物理学会講演概要集 57 (1) 712 -712 2002年03月01日
• P2-29 超音波力顕微鏡におけるカンチレバーダイナミクス(ポスターセッション2,ポスター発表)

  松田 理, 寺田 卓也, 稲垣 克彦, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (22) 229 -230 2001年11月07日 [査読無し][通常論文]
  
• H-5 等方性および異方性物質における表面弾性波の実時間2次元マッピング(弾性表面波デバイス,口頭発表)

  菅原 美博, 松田 理, Wright Oliver B 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集 0 (22) 393 -394 2001年11月07日 [査読無し][通常論文]
  
• 17aRE-11 遷移金属におけるピコ秒フォノンパルス励起機構

  斉藤 貴博, 松田 理, ライト オリバ B. 日本物理学会講演概要集 56 (2) 568 -568 2001年09月03日
• 17aRE-10 20fs(FWHM)光パルスレーザーを用いた遷移金属Cr中の電子の非平衡緩和ダイナミクス

  広理 英基, 松田 理, ライト オリバ B. 日本物理学会講演概要集 56 (2) 568 -568 2001年09月03日
• 19aYJ-2 GaAs/Al_<0.3>Ga_<0.7>As量子井戸構造における波長選択的パルス光励起ピコ秒音響フォノンパルス生成

  松田 理, 石井 格, 福井 孝志, Baumberg J. J, Wright O. B 日本物理学会講演概要集 56 (2) 550 -550 2001年09月03日 [査読無し][通常論文]
  
• ピコ秒フォノンパルスによるGaAs中の超高速電子拡散のプロービング

  Wright O. B, Perrin B, 松田 理, Gusev V. E 日本物理学会講演概要集 56 (2) 568 -568 2001年09月03日 [査読無し][通常論文]
  
• 25pL-8 GeSe系ガラスの構造緩和とネットワークの変化

  中岡 俊裕, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 55 (1) 608 -608 2000年03月10日
• 25pL-9 アモルファスSi/SiO_2多層膜のa-Siのラマン散乱

  王 勇, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 55 (1) 608 -608 2000年03月10日
• 27aC-6 Ge-(S, Se)系バルクガラスの構造および低振動数モード

  村上 弘剛, 中岡 俊裕, 中村 光孝, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 54 (2) 618 -618 1999年09月03日
• 27aC-5 GeSe_2ガラスの共鳴ラマン散乱と局所構造

  中岡 俊裕, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 54 (2) 618 -618 1999年09月03日
• 29p-ZF-5 アモルファスGeSe_2薄膜のフォトルミネッセンス

  駒峯 達也, 王 勇, 中岡 俊裕, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 54 (1) 156 -156 1999年03月15日
• 29p-ZF-6 結晶GeSe_2のフォノンモードの同定と共鳴ラマン散乱

  中岡 俊裕, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 54 (1) 156 -156 1999年03月15日
• 26p-YE-5 結晶GeSe_2の時間分解フォトルミネッセンス

  中岡 俊裕, 王 勇, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 53 (2) 173 -173 1998年09月05日
• 26p-YE-11 Ge-S-Se三元系ガラスにおけるカルコゲン原子の選択的サイト占有

  中村 充孝, 王 勇, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 53 (2) 175 -175 1998年09月05日
• 26p-YE-12 Ge-(Se,S)系ガラスにおける硬さのパーコレーション

  王 勇, 中村 充孝, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 53 (2) 175 -175 1998年09月05日
• 31p-YH-7 Zn_<1-x>Mn_xS微結晶の光学特性

  半沢 弘昌, 中村 泰幸, 小林 融弘, 遠藤 将一, 松田 理, 邑瀬 和生, GLRIAT W. 日本物理学会講演概要集 53 (1) 142 -142 1998年03月10日
• 31p-YJ-4 Ge(S_xSe_<1-x>)_2ガラスの四面体間相互作用

  中村 充孝, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 53 (1) 146 -146 1998年03月10日
• 31p-YJ-2 GeSe_2ガラスの時間分解フォトルミネッセンス : 励起エネルギー依存性

  斉藤 裕一, 山縣 浩作, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 53 (1) 145 -145 1998年03月10日
• 31p-YJ-3 GeSe_2ガラスの時間分解フォトルミネッセンス : 温度依存性

  山縣 浩作, 斉藤 裕一, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 53 (1) 145 -145 1998年03月10日
• 31p-YJ-5 g-Ge_xSe_<1-x>の低エネルギーラマンスペクトルの温度依存性

  王 勇, 中村 充孝, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 53 (1) 146 -146 1998年03月10日
• Direct deposition of silicon and silicon-oxide films using low-energy Si focused ion beams

  Yanagisawa J., Nakayama H., Matsuda O. 大阪大学極限科学研究センタ-報告書 (2) 275 -278 1998年03月
• 6p-YL-10 Ge_xSe_<1-x>ガラスにおける低振動数モードと硬さのパーコレーションとの相関性

  中村 充孝, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 52 (2) 767 -767 1997年09月16日
• 29a-S-7 非晶質 GeSe_2 の結晶化温度の試料作成法依存性

  竹内 日出雄, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 52 (1) 163 -163 1997年03月17日
• 29a-S-8 g-Ge_xSe_<1-x>ガラス転移における構造緩和

  王 勇, 松田 理, 山室 修, 松尾 隆祐, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 52 (1) 163 -163 1997年03月17日
• 29a-S-9 Ge_xSe_<1-x>ガラスの低振動数ラマン散乱

  中村 充孝, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集 52 (1) 163 -163 1997年03月17日
• X=0.07近傍のGe_XSe_<1-X>結晶相

  王 勇, 斉藤 裕一, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1996 (2) 156 -156 1996年09月13日
• Eu^<3+>ドープGeS_2ガラスのイオン-格子相互作用

  中村 充孝, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1996 (2) 155 -155 1996年09月13日
• 結晶GeSe_2の共鳴ラマンスペクトル

  松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1996 (2) 155 -155 1996年09月13日
• 31p-F-8 GeSe_2ガラスの時間分解フォトルミネッセンス測定

  松田 理, 和田 佳樹, 斎藤 祐一, 山縣 浩作, 王 勇, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 51 (2) 135 -135 1996年03月15日
• 31p-F-10 Ge_xSe_<1-x>ガラスのラマンスペクトルの温度依存性

  王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 51 (2) 135 -135 1996年03月15日
• 31p-F-12 Ge-(S, Se)系バルクガラスにおける構造次元性とフラクタル性

  中村 充孝, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 51 (2) 136 -136 1996年03月15日
• 31p-F-11 Ge(S_xSe_<1-x>)_2ガラスのフォトルミネッセンススペクトル形状の励起エネルギー依存性

  和田 佳樹, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 51 (2) 136 -136 1996年03月15日
• 29p-X-11 アモルファスGe-Se-Bi薄膜の正・逆光電子スペクトルとラマンスペクトル

  松田 理, 大場 貴史, 小野 泉, Grekos Panagiotis, 河内 剛志, 上田 千鶴, 田村 昌望, 生天目 博文, 細川 伸也, 谷口 雅樹, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1995 (2) 186 -186 1995年09月12日
• 29p-X-12 Ge(S_xSe_<1-x>)_2ガラスのフォトルミネッセンスの励起エネルギー依存性

  和田 佳樹, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1995 (2) 187 -187 1995年09月12日
• 29p-X-10 GeSe_2のガラス転移のラマン散乱測定

  王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1995 (2) 186 -186 1995年09月12日
• 29p-X-13 Ge-Se系バルクガラスにおけるフロッピーモードの温度依存性

  中村 充孝, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1995 (2) 187 -187 1995年09月12日
• 28p-YQ-11 結晶およびアモルファスSeの正・逆光電子分光

  小野 泉, Grekos Panagiotis, 河内 剛志, 上田 千鶴, 田村 昌望, 松田 理, 大場 貴史, 細川 伸也, 生天目 博文, 谷口 雅樹 日本物理学会講演概要集. 年会 50 (2) 249 -249 1995年03月16日
• 29a-YL-6 Ge(S_xSe_<1-x>)_2ガラスのフォトルミネッセンス

  和田 佳樹, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 50 (2) 148 -148 1995年03月16日
• 29a-YL-4 アモルファス / 結晶および液体GeSe_2のラマンスペクトルの温度依存性

  王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 50 (2) 147 -147 1995年03月16日
• 29a-YL-5 アモルファスGeSe_2の光誘起結晶化過程におけるレーザースポットサイズ依存性

  中村 充孝, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 50 (2) 147 -147 1995年03月16日
• 3a-J-14 バルクガラスおよび結晶GeS_2のフォトルミネセンススペクトル

  大場 貴史, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1994 (2) 126 -126 1994年08月16日
• 3a-J-13 薄膜g-GeSe_2の光誘起結晶化

  王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 橋本 哲, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1994 (2) 125 -125 1994年08月16日
• 2a-J-3 K_2Seをドープした結晶GeSe_2の共鳴ラマン散乱

  菅野 浩, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1994 (2) 104 -104 1994年08月16日
• 29a-G-11 K_2Seをドープした結晶GeSe_2のラマン散乱

  菅野 浩, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 49 (2) 148 -148 1994年03月16日
• 30p-L-5 断続的な光照射によるa-GeSe_2の光誘起結晶化過程

  大江 仁, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 49 (2) 171 -171 1994年03月16日
• 30p-L-6 結晶GeSe_2のフォトルミネッセンスの温度依存症

  王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 49 (2) 171 -171 1994年03月16日
• 30p-L-7 アモルファスGeS_2のフォトルミネセンス測定

  大場 貴志, 王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 49 (2) 172 -172 1994年03月16日
• アモルファスGeSe_2の光誘起結晶化と中距離構造(基研短期研究計画「構造不規則系におけるダイナミックス」報告,研究会報告)

  邑瀬 和生, 松田 理 物性研究 62 (2) 289 -299 1994年
• 12a-DF-12 a-Si/SiO_2多層膜のレーザーアニーリング

  松田 理, 芹川 正, 白井 誠一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1993 (2) 157 -157 1993年09月20日
• 12a-DF-18 結晶GeSe_2のフォトルミネッセンス

  王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 秋の分科会 1993 (2) 160 -160 1993年09月20日
• 31p-M-11 a-GeSe_2 の光誘起結晶化のサイズ依存性

  大江 仁, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 48 (2) 163 -163 1993年03月16日
• 31p-M-9 ゲルマニウムカルコゲナイドのフトルミネッセンス

  王 勇, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 48 (2) 162 -162 1993年03月16日
• 31p-M-10 Ag,Cuをフォトドープした a-GeSe_2 の伝導帯構造

  西原 克浩, 開 康子, 細川 伸也, 谷口 雅樹, 松田 理, 邑瀬 和生 日本物理学会講演概要集. 年会 48 (2) 162 -162 1993年03月16日
• 25a-ZG-15 Kをドーブした結晶GeSe、GeSe_2のラマン散乱

  松本 武信, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 秋の分科会講演予稿集 1992 (2) 113 -113 1992年09月14日
• 30p-X-9 a-GeSe_2の逆光電子分光

  西原 克浩, 横山 浩一, 開 康子, 三村 功治郎, 植田 義文, 谷口 雅樹, 小山 通栄, 松田 理, 邑瀬 和生 年会講演予稿集 47 (2) 200 -200 1992年03月12日
• 27a-F-7 Porous-Siのフォトルミネッセンスとラマンスペクトル

  松田 理, 大江 仁, 中島 伸二, 邑瀬 和生, 井上 恒一, 前橋 兼三, 中島 尚男 年会講演予稿集 47 (2) 229 -229 1992年03月12日
• 30a-W-4 GeSe_2のフォトルミネッセンスの温度依存性と励起エネルギー依存性

  中根 孝之, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 年会講演予稿集 47 (2) 185 -185 1992年03月12日
• 29p-B-8 ガス中蒸着法によるGeSe_2微粒子のラマン散乱

  松田 理, 岩根 正晃, 松本 武信, 中根 孝之, 井上 恒一, 邑瀬 和生 年会講演予稿集 46 (2) 160 -160 1991年09月12日
• 29p-B-9 単結晶およびアモルファスGeSe_2のフォトルミネッセンスの温度依存性

  中根 孝之, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 年会講演予稿集 46 (2) 161 -161 1991年09月12日
• 26p-M-5 GeSe_2微粒子のラマン散乱

  中根 孝之, 松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 春の分科会講演予稿集 1991 (2) 167 -167 1991年03月11日
• 4a-D-10 結晶およびアモルファスGeSe_2のラマン散乱スペクトルとそのモデル計算

  井上 恒一, 松田 理, 邑瀬 和生 秋の分科会講演予稿集 1990 (2) 156 -156 1990年09月12日
• 4a-D-11 GeSe_2微結晶の共鳴ラマンスペクトルと振動モード

  松田 理, 井上 恒一, 中根 孝之, 邑瀬 和生 秋の分科会講演予稿集 1990 (2) 157 -157 1990年09月12日
• 4a-A-1 ゲルマニウムダイカルコゲナイドの構造、振動モード、とラマン散乱

  井上 恒一, 松田 理, 邑瀬 和生 秋の分科会講演予稿集 1989 (2) 207 -207 1989年09月12日
• 4a-A-2 結晶GeSe_2ラマンスペクトルの温度依存性

  松田 理, 井上 恒一, 邑瀬 和生 秋の分科会講演予稿集 1989 (2) 207 -207 1989年09月12日
• 28p-H-11 アモルファスおよび結晶GeSe_2のA振動モードの類似性(半導体(アモルファス))

  邑瀬 和生, 井上 恒一, 松田 理 年会講演予稿集 44 (2) 141 -141 1989年03月28日
• 28p-H-12 結晶GeSe_2のラマンスペクトルの励起エネルギー依存性(半導体(アモルファス))

  松田 理, 井上 恒一, 岡田 洋, 邑瀬 和生 年会講演予稿集 44 (2) 141 -141 1989年03月28日
• 5a-A2-12 ZnSe-ZnS歪超格子の歪とフォトルミネッセンス

  レ ホン・ソン, 井上 恒一, 松田 理, 邑瀬 和生 秋の分科会講演予稿集 1988 (2) 151 -151 1988年09月16日
• 1a-L1-13 ZnSe-ZnS歪超格子のラマン散乱(半導体,(表面・界面・超格子))

  レ ホン・ソン, 井上 恒一, 松田 理, 邑瀬 和生 年会講演予稿集 43 (2) 119 -119 1988年03月31日
• 2p-L2-8 アモルファスGeSe2のカラス形成と結晶化過程(半導体,(アモルファス))

  井上 恒一, 川本 浩司, 松田 理, 邑瀬 和生 年会講演予稿集 43 (2) 167 -167 1988年03月31日
• 27a-G-14 アモルファスGeSe_2の光誘起結晶化過程

  松田 理, 井上 恒一, 川本 浩司, 邑瀬 和生 秋の分科会講演予稿集 1987 (2) 124 -124 1987年09月16日
• 27p-LE-4 アモルファスGeSe_2のレーザー誘起結晶成長速度(半導体)

  井上 恒一, 川本 浩司, 邑瀬 和生, 松田 理 年会講演予稿集 42 (2) 150 -150 1987年03月27日
• 30p-A-7 アモルファスGeSe_2のレーザー誘起結晶化

  川本 浩司, 井上 恒一, 邑瀬 和生, 松田 理 秋の分科会講演予稿集 1986 (2) 262 -262 1986年09月12日

書籍等出版物

• Ultrasonics --- Physics and applications

  Osamu Matsuda, Oliver B. Wrigh (担当:分担執筆範囲:Chapter 4 Picosecond laser ultrasonics)
  IOP publishing 2022年10月 (ISBN: 9780750349345)
• 音響キーワードブック

  松田 理 (担当:分担執筆範囲:レーザー超音波)
  コロナ社 2016年 424-425
• Phononic Crystals: Fundamentals and Applications

  Osamu Matsuda, Oliver B. Wright, eds. Abdelkrim Khelif, Ali Adibi (担当:分担執筆範囲:Chap. 7, Optical characterization of phononic crystals in time domain)
  Springer 2015年 191-213
• Frontiers in optical methods : nano-characterization and coherent control

  Osamu Matsuda, Oliver B. Wright, eds. Ken-ichi Shudo, Ikufumi Katayama, Shin-ya Ohno (担当:分担執筆範囲:Chap. 7, Generation and Observation of GHz--THz Acoustic Waves in Thin Films and Microstructures Using Optical Methods)
  Springer 2014年 (ISBN: 9783642405938) 129-151
• Current Topics in Amorphous Materials --Science and Technology--

  Kazuo Murase, Koichi Inoue, Osamu Matsuda (担当:共著範囲:Medium-range structure and relaxation in chalcogenide glasses investigated by Raman scattering)
  Elsevier, Amsterdam 1993年

講演・口頭発表等

• 2次元フォノニック結晶の GHz 音響特性の任意周波数イメージング法を用いた解 析  [招待講演]

  松田理, 村本裕貴, 古賀裕章, 西田浩紀, 藤田健太郎, 友田基信, ライトオリバー

  第80回応用物理学会秋季学術講演会 2019年09月 口頭発表（招待・特別）
• ゼロ群速度ラム波の二次元イメージング  [招待講演]

  Oliver B. Wright, Qingnan Xie, Sylvain Mezil, Paul H. Otsuka, Motonobu Tomoda, Jerome Laurent, Zhonghua Chen, Osamu Matsuda

  第80回応用物理学会秋季学術講演会 2019年09月 口頭発表（招待・特別）
• Time-resolved imaging of GHz acoustic waves/vibrations in phononic crystals and metamaterials  [招待講演]

  Osamu Matsuda

  METANANO 2019 2019年07月 口頭発表（招待・特別）
• Time-resolved imaging of gigahertz surface acoustic waves: recent development and applications  [招待講演]

  Osamu Matsuda

  Laser Ultrasonics 2018 2018年07月 口頭発表（招待・特別）
• ime-resolved two-dimensional imaging of gigahertz acoustic waves in phononic crystals and related structures  [招待講演]

  Osamu Matsuda

  Photonics West 2018 2018年02月 口頭発表（招待・特別）
• Time-domain Brillouin scattering assisted by diffraction gratings  [招待講演]

  O. Matsuda, T. Pezeril, I. Chaban, K. Fujita, V. E. Gusev

  2017 International Congress on Ultrasonics 2017年12月 口頭発表（招待・特別）
• Ultrafast imaging of acoustic wave propagation in microsphere-based metamaterial structures  [招待講演]

  P. H. Otsuka, S. Mezil, V. Gusev, O. Matsuda, M. Tomoda, T. Gan, N. Boechler, A. A. Maznev, N. Fang, O. B. Wright

  The 8th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals, and Plasmonics (META '17) 2017年07月 口頭発表（招待・特別）
• Optical detection of picosecond acoustic waves generated in grating structures  [招待講演]

  Osamu Matsuda, Thomas, Pezeril, Ievgeniia Chaban, Vitalyi Gusev

  19th International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena (ICPPP19) 2017年07月 口頭発表（招待・特別）
• Time-resolved Imaging of Surface Acoustic Waves Propagating in Two-dimensional Phononic Crystals  [招待講演]

  Osamu Matsuda, Hiroki Nishita, Hiroaki Koga, Paul H. Otsuka, Motonobu Tomoda, Oliver B. Wright

  the 4th international conference on phononic crystals/metamaterials, phonon transport/coupling and topological phononics 2017年06月 口頭発表（招待・特別）
• Mapping surface phonons in phononic crystals in real- and k-space  [招待講演]

  Paul Otsuka, Ryota Chinbe, Motonobu Tomoda, Osamu Matsuda, Oliver B. Wright, Istvan Veres, Joo-Hyung Lee, Jun-Bo Yoon

  Phononics 2013 2013年06月 口頭発表（招待・特別）
• Time-resolved imaging of the negative refraction of GHz surface acoustic waves in phononic crystals  [招待講演]

  O. Matsuda, Hiroaki Koga, Motonobu Tomoda, Ryota Chinbe, Hirotaka Sakuma, Paul, H. Otsuka, Istvan A. Veres, Oliver B. Wright

  Phononics 2013 2013年06月 口頭発表（招待・特別）
• Picosecond laser ultrasonics in GaAs/AlGaAs quantum wells containing spin-polarized excited carriers  [招待講演]

  O. Matsuda, C. Li, R. Harley, O. B. Wright, P. Lagoudakis

  International Congress on Ultrasonics -- ICU 2013 2013年05月 口頭発表（招待・特別）
• Time-resolved two-dimensional imaging of GHz surface acoustic waves in phononic crystals and structures based on them  [招待講演]

  O. Matsuda

  International School of Quantum Electronics, Second Mediterranean International Workshop on Photoacoustic & Photothermal Phenomena: Focus on Biomedical and Nanoscale Imaging and NDE 2012年04月 口頭発表（招待・特別）
• Picosecond laser ultrasonics in materials physics  [招待講演]

  O. Matsuda

  International School of Quantum Electronics, Second Mediterranean International Workshop on Photoacoustic & Photothermal Phenomena: Focus on Biomedical and Nanoscale Imaging and NDE 2012年04月 口頭発表（招待・特別）
• Dynamic imaging of surface acoustic waves in phononic crystals  [招待講演]

  Oliver B. Wright, Istvan A. Veres, Dieter M. Profunser, Osamu Matsuda, Brian Culshaw, Udo Lang

  SPIE Smart Nano+Micro Materials and Devices 2011年12月 口頭発表（招待・特別）
• Imaging gigahertz vibrations trapped in phononic crystal cavities  [招待講演]

  Oliver Wright, Ryota Chinbe, Paul H. Otsuka, Motonobu Tomoda, Osamu Matsuda, Yukihiro Tanaka

  16th International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena 2011年11月 口頭発表（招待・特別）
• Dynamic imaging of gigahertz phonons on phononic crystal slabs  [招待講演]

  O. B. Wright, R. Chinbe, P. H. Otsuka, M. Tomoda, O. Matsuda, Y. Tanaka, I. A. Veres, S. Kim, H. Jeon

  Phononics 2011 2011年05月 口頭発表（招待・特別）
• Time-resolved two-dimensional imaging of GHz surface acoustic waves in 1D and 2D phononic crystals and devices based on them  [招待講演]

  Osamu Matsuda, Istvan A. Veres, Oliver B. Wright

  Photonics West 2011 2011年01月 口頭発表（招待・特別）
• Measurement of surface displacement in picosecond laser acoustics free from the photoelastic effect  [招待講演]

  O. Matsuda, K. Aoki, T. Tachizaki, O. B. Wright

  International Congress on Ultrasonics -- ICU 2009 2009年01月 口頭発表（招待・特別）
• Surface acoustic waves propagating on microstructured phononic crystals  [招待講演]

  D. Profunser, O. Wright, O. Matsuda, Y. Tanaka, A. Khelif, V. Laude, S. Benchabane

  Acoustics '08 2008年06月 口頭発表（招待・特別）
• Measurement of the velocity dispersion and attenuation in a liquid metal at GHz frequencies  [招待講演]

  O. Wright, B. Perrin, O. Matsuda, V. Gusev

  Acoustics '08 2008年06月 口頭発表（招待・特別）
• Stroboscopic interferometric full-field imaging of laser-induced surface acoustic waves  [招待講演]

  B. Sarens, O. Matsuda, X. Xu, G. Kalogiannakis, R. Salenbien, R. Cote, C. Glorieux

  Acoustics '08 2008年06月 口頭発表（招待・特別）
• Optical detection of longitudinal and shear acoustic waves with laser picosecond acoustics  [招待講演]

  O. Matsuda, O. B. Wright, D. H. Hurley, V. Gusev, K. Shimizu

  Acoustics '08 2008年06月 口頭発表（招待・特別）
• Visualizing high-frequency surface acoustic waves propagating in microstructured phononic metamaterials  [招待講演]

  Dieter M. Profunser, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda, Udo Lang, Abdelkrim Khelif, Sarah Benchabane, Vincent Laude

  International Congress on Ultrasonics 2007年04月 口頭発表（招待・特別）
• Inversion techniques applied to picosecond acoustics  [招待講演]

  M. Tomoda, R. Li Voti, O. Matsuda, O. B. Wright

  Thermo International 2006 2006年07月 口頭発表（招待・特別）
• Internal friction and dispersion at GHz frequencies in liquid mercury  [招待講演]

  O. B. Wright, B. Perrin, O. Matsuda, V. E. Gusev

  The 14th International Conference on Internal Friction and Mechanical Spectroscopy 2005年09月 口頭発表（招待・特別）
• Picosecond acoustic phonon pulses generated and detected with ultrashort optical pulses  [招待講演]

  松田理

  日本物理学会 分科会 2005年09月 口頭発表（招待・特別）
• Generation and detection of picosecond shear acoustic pulses with ultrashort laser pulses in anisotropic materials  [招待講演]

  Osamu Matsuda, Oliver Wright, David Hurley, V. E. Gusev, K. Shimizu

  World Congress on Ultrasonics - Ultrasonics International 2005 2005年08月 口頭発表（招待・特別）
• Picosecond acoustics in semiconductor quantum wells  [招待講演]

  O. Matsuda, T. Tachizaki, T. Fukui, J. J. Baumberg, O. B. Wright

  Photonics West 2005 2005年01月 口頭発表（招待・特別）
• Measurement of dispersion relations of point-excited surface acoustic waves  [招待講演]

  O. B. Wright, O. Matsuda, Y. Sugawara

  Ultrasonics International 2003 2003年06月 口頭発表（招待・特別）
• Picosecond acoustics in quantum wells  [招待講演]

  O. Matsuda

  Gordon Research Conference on Photoacoustic & Photothermal Phenomena 2003 2003年06月 口頭発表（招待・特別）
• Real time imaging of surface acoustic waves in thin films and microstructures  [招待講演]

  O. B. Wright, Y. Sugawara, O. Matsuda, V. E. Gusev

  12th International conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena 2002年06月 口頭発表（招待・特別）
• Real time imaging of surface acoustic waves on opaque substrates  [招待講演]

  O. B. Wright, Y. Sugawara, O. Matsuda

  Autumn Meeting of the Acoustical Society of Japan 2002年 口頭発表（招待・特別）
• Ripples on crystals  [招待講演]

  O. B. Wright, Y. Sugawara, O. Matsuda

  2nd Phonon Engineering Forum 2002年 口頭発表（招待・特別）
• Real time imaging and dispersion of surface phonons  [招待講演]

  Oliver B. Wright, Yoshihiro Sugawara, Vitalyi E. Gusev, Osamu Matsuda

  Phonons 2001 2001年08月 口頭発表（招待・特別）
• Spatiotemporal mapping of surface acoustic waves in isotropic and anisotropic materials  [招待講演]

  Yoshihiro Sugawara, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda, Vitalyi E. Gusev

  Ultrasonics International 2001 2001年07月 口頭発表（招待・特別）
• Study of new transduction mechanisms for laser picosecond acoustics  [招待講演]

  David H. Hurley, Oliver B. Wright, Osamu Matsuda, Vitalyi E. Gusev, Oleg. V. Kolosov, K. Sueoka, K. Mukasa, A. Subagyo

  Ultrasonics International / World Congress on Ultrasound 1999年06月 口頭発表（招待・特別）

担当経験のある科目（授業）

応用物理学北海道大学
電子系物理工学特論北海道大学大学院
力学演習北海道大学
電磁気学II北海道大学
応用数学I北海道大学
力学北海道大学
応用物理学実験法北海道大学
光物理学I北海道大学
先端系物性工学特論北海道大学大学院
現代物理学概論北海道大学
物理学I北海道大学

所属学協会

• 応用物理学会   日本物理学会   

共同研究・競争的資金等の研究課題

• 極超音波トポロジカルフォノニクスの開拓と多機能弾性波デバイス開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2021年07月 -2026年03月 

  代表者 : 鶴田 健二, 竹澤 晃弘, 松田 理, 畑中 大樹, O・B Wright

   

  本研究では，計算科学的バンド設計に基づいてトポロジーで保護されたエッジモードの発現を予測，力学系にモデル化・可視化，その知見からエッジモードを介した極めて低損失な音波・弾性波伝搬実現を目指している。初年度は各班で以下の取組・成果が得られた。 【(岡大+早大)班】 これまでに設計したC3v対称性を持つ水中2次元フォノニック構造を薄膜系に拡張し，kHz～MHz帯でエッジモードが発現するフォノニック構造を設計した。並行して，既知構造をベースに，位相最適化法を用いてより高いロバスト性を持つ最適構造探索に成功，また，それらのプロトタイプ構造を３Dプリンタで試作し，レーザードップラー計測を行った。一方，GHz帯の設計構造は北大班ならびにNTT班で試作・評価を実施中である。 【北大班】 すでに着手しているフォノニック構造中を伝搬する表面弾性波の時間分解計測による可視化については，強誘電体基板上の銅ピラー構造によるフォノニック結晶で分散関係取得のための予備的な測定を行った。マクロスコピックなメカニカルフォノニック結晶におけるトポロジカルエッジモードの可視化については，回転可能なメカニカルグラフェン構造を設計・製作し，モーションキャプチャーシステムによる同構造の振動測定と解析を進めている。 【NTT班】(岡大+早大)班がGHz帯で設計したトポロジカルフォノニック導波路構造をMEMS作製技術の援用により試作し，エッジモード励起も確認した。並行して，磁性体装荷のGHzフォノニック結晶素子を作製し，強磁性マグノンによる共振周波数とQ値の変化を確認した。同時に，有限要素法を用いた数値解析法を構築し，計算による当該素子構造における磁気弾性変調効果のシミュレーションを行った。 また，代表者・分担者・協力研究者による「トポロジカルフォノニクス研究会」を年度内に４回オンライン開催し多数の参加者を得ている。
• 1および2次元ナノ周期構造によるGHz-THz音響波の光学的励起・検出とその応用

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 

  代表者 : 松田 理, 友田 基信
• 波動現象を目視可能な時間空間依存メタマテリアルの実験・理論・応用

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2022年04月 -2025年03月 

  代表者 : 友田 基信, 松田 理
• Development and quantitative interpretation of acoustic and phoxonic metamaterial devices from kHz to GHz frequencies

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2019年06月 -2022年03月 

  代表者 : O・B Wright, 松田 理, 友田 基信, 野村 政宏

   

  本研究は、自然界には見られない、局所共鳴に基づく材料である音響メタマテリアルに関するものである。空気中の音波の波長よりも遥かに小さな音響イメージングをするkHz周波数での顕微鏡法を実現した。波長サイズのメタサーフェスによって水から空気に効率的に音を伝達することに成功した。特定の周波数のすべての弾性振動を遮蔽する単一材料のメタビームとメタロッドを初めて実証した。広帯域の音を遮蔽するメタアトムを作製した。さらに電磁メタマテリアルと音響メタマテリアルの両方の特性をもつメタマテリアルの作成を目指し、数値シミュレーションを実施した。
• GHz表面弾性波の時間分解イメージング測定と音響カイラリティ制御

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2017年04月 -2020年03月 

  代表者 : 松田 理, 友田 基信, O・B Wright

   

  本研究の第一の目的は、表面弾性波を活用する材料・デバイスの研究・開発において強力なツールである表面弾性波の時間分解イメージング法において、従来の方法で弱点とされた周波数分解能の不足を解決することである。この問題に対して、我々は測定に用いる繰り返しレーザーパルス列の強度を適切な周波数で変調することで任意周波数音響波成分を励起し、これを時間分解測定する手法を確立・発展させる。また、この手法を用いてフォノニック結晶・メタマテリアルの音響特性を調べる。本研究の第二の目的は、カイラリティを有する音響場とカイラリティを有する構造との相互作用を明らかにすることである。カイラル物質と 光との相互作用については広く研究されているが、音響場との相互作用は未開拓の分野である。しかしながら、音響カイラリティはカイラル物質の選択的励起や 音響波の単一方向伝播などの新しい応用が見込まれ、その基本的理解は重要である。 本年度は前年度より構築している上記の任意周波数時間分解二次元イメージング装置を改良し、測定の効率化を図った。特に、狭周波数帯域の光検出器とヘテロダイン法を組み合わせていた検出部分を見直し、広周波数帯域光検出器の使用によりヘテロダイン法を廃することで、装置の安定性が大幅に向上した。この装置を利用して、ガラス基板上にミクロンサイズのシリカ球を配置した音響メタマテリアルの表面音響波伝播特性を測定し、球の振動モードと表面音響波のモードの結合による特徴的な音響分散関係を実験的に取得した。また2次元フォノニック結晶の分散関係を従来よりも10倍以上の周波数分解能で測定した。さらに高速CMOSカメラを用いて二次元イメージングの高速化の研究を進めた。カイラリティ関連の研究では、カイラルな構造に基づくプリズム構造の音響波伝播特性のシミュレーションを進めた。
• GHzレーザー超音波によるコンピュータ断層撮影法

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 

  代表者 : O・B Wright, 松田 理, 友田 基信

   

  この研究はGHz超音波コンピューター断層撮影法に関するもので、非侵襲な試料内部の音響イメージングをナノスケールにまで拡張するものである。 我々は、ナノ構造における最大100 GHzまでの周波数および最大50 nmまでの波長を有するコヒーレントフォノンの光生成を利用して、非常に小さい時間（~1 ps）および空間（~50-500 nm）スケールでバルク音波を測定した。弾性特性イメージング、ナノスケールの音響光学相互作用および欠陥によるフォノン散乱を調べた。 この研究は新しいセンシングとイメージング技術につながるものである。
• GHz板状フォノニックメタマテリアル及びプラズモニック・フォノニック結晶の実現

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 

  代表者 : 友田 基信, O・B Wright, 松田 理, 南本 大穂, 野村 政宏

   

  ナノスケールの厚みをもつ板状の固体を伝搬するGHz周波数領域の弾性波を、人工的なフォノニック構造を使って以下のように制御した。微細加工技術で製作可能な曲げ振動ダブルネガティブフォノニックメタマテリアルを設計し、シミュレーション上で負の屈折を確かめた。完全バンドギャップをもつ板状プラズモニック・フォノニック結晶の設計をし、ナノスフェアリソグラフィー法によって試料作製をした。マイクロ球をガラス基板上に敷き詰めたフォノニックメタマテリアル構造上で弾性表面波をイメージングし、バンドギャップを持つことを確かめた。スプリットリング共振器構造における弾性振動による光反射率変化を計測した。
• ２次元撮像素子を用いたGHz表面弾性波の超高速時間分解イメージング

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2016年04月 -2018年03月 

  代表者 : 松田 理, O・B Wright, 友田 基信, ペツリル トマ, 藤田 健太郎

   

  光励起されたGHz表面音響波を2次元撮像素子を用いて高速で時間分解2次元イメージングすることを目的として以下の研究を行った。1)音響振動による表面変位の2次元イメージをカメラの撮像面に2次元光強度イメージとして転送する干渉光学系を試作し、この動作を検証した。2)フォトリフラクティブ結晶を用いた自己補償型干渉計を検討した。3)高速CCDカメラを利用する際に必要となる高速画像転送およびデータ処理ソフトウェアを開発した。また派生研究として、4)音響波による光反射率の変調を定量的に扱う光散乱理論の構築、および5)ナノメートルスケールの金属回折格子構造を持つ試料における音響波の光学的励起検出を行った。
• GHz帯音響メタマテリアルの創成とその応用

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2013年10月 -2016年03月 

  代表者 : O・B Wright, 松田 理, 友田 基信

   

  本研究の目的は、GHz音響メタマテリアル中で周波数1-100GHzで波長100nm以下のコヒーレントフォノンを光励起し、超短時間(1ps)で微小スケール(20-50nm)でバルク音響波と表面音響波を制御することである。この研究は音響メタマテリアル分野をナノスケールサイズに拡張し新しいナノスケールの音響顕微鏡への開発に結び付くものである。GHz音響メタマテリアルの設計や、GHz異常透過やメタマテリアル共振器、サブ波長集束、GHz光機械メタマテリアルについての研究を行った。さらにこの研究を通してより低周波数での音響に関する多数の付属的な成果も得られた。
• マイクロ音響レンズを用いたレーザーピコ秒超音波顕微鏡技術の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 

  代表者 : 友田 基信, O・B Wright, 松田 理

   

  高周波数・高分解能をもつ超音波顕微鏡技術を開発し、試料の表面形状や３次元内部構造を非破壊的に測定ならびにイメージングすることを目的とした。この技術は、10-100GHz帯の超音波を励起・検出するレーザーピコ秒超音波法を基にしている。 マイクロレンズなどのナノ構造を使った超音波パルスの集束、液浸対物レンズを使ったプローブ光スポット径の小型化、透明試料中を伝わる音響波による深さ方向の高分解能測定、パルスレーザーの繰り返し周波数に制限されない任意周波数成分の測定、ポンプ光スポット形状の制御を行った。
• コヒーレントフォノンによる表面プラズモン‐ポラリトン伝播の超高速制御

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2010年 -2012年 

  代表者 : O.B. WrIght, 松田 理, 友田 基信

   

  超高速光技術を用いて、金属プラズモニック構造とGHz周波数帯のフォノンの相互作用を観測した。ナノナノボイド周期構造や、異常光透過現象(EOT)を起こす微小開口格子、ナノスケール直線導波路の試料を測定した。ナノボイド周期構造試料では、2次元イメージングにより空洞試料のGHz振動を明らかにし、その振動が局在Mieプラズモンとどのように相互作用しているかを示した。EOT試料では、開口格子の集団振動を明らかにし、その振動が光透過率変調にもたらす効果について示した。導波路試料については、ナノスケール直線導波路試料とそれを用いた進行中の研究について記術する。
• 半導体量子構造における表面音響波を用いた電子・光物性制御

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2008年 -2011年 

  代表者 : 松田 理, オリバ ライト, 友田 基信

   

  超短光パルス照射によって半導体試料に励起された表面音響波を用いて試料中の励起子を輸送しまたその寿命を制御することを目的とした。このためにGHz領域の表面音響波伝播の時間分解2次元イメージングとフォトルミネッセンス2次元イメージングを試料の同一領域にて低温(10K)で行える測定装置を開発した。また、イメージングにおいて励起光と検出光を共に変調するヘテロダイン法を発展させた。さらに偏光を用いて音響波の歪成分を解析する方法を構築した。
• ミクロ構造におけるフォノン閉じ込めの可視化とモード制御

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2007年 -2009年 

  代表者 : オー・ビー ライト, 松田 理, 友田 基信, 田中 之博

   

  この研究は様々な新しいミクロスケール構造に閉じ込められたフォノンモードを、先例のないピコ秒時間分解能とマイクロメートル空間分解能、メガヘルツ周波数分解能で、可視化と制御するものである。以下の内容を研究した:フォノニック結晶中のブロッホ波とブロッホモードの可視化、フォノニック結晶導波路とフォノニック結晶キャビティ、ウィスパリングギャラリーモードの調査、音響的な負の屈折、弾性表面波場の位相特異性の調査、産業界で使われる弾性表面波共振器への応用。ミクロ構造におけるフォノン閉じ込めの可視化とモード制御
• 超短光パルスを用いたピコ秒剪断音響波パルスの生成・検出とその応用

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2005年 -2007年 

  代表者 : 松田 理, O・B Wright, 友田 基信

   

  ピコ秒時間幅の音響波パルスを用いて、物質のナノメートル内部構造やピコ秒時間域の電子と格子のダイナミクスを調べられる。特に、音響波パルス生成・検出に超短光パルスを用いるピコ秒レーザー音響法と呼ばれる方法は、多層薄膜構造の各層膜厚と弾性定数の測定や、物質中の超高速光励起キャリアダイナミクスの研究に活用されている。従来この方法では、試料の対称性による制約のために主として縦波音響波のみが用いられてきたが、縦波音響波に加えて剪断音響波を用いるならば、より広範な種々の物性が調べられる。このようなピコ秒剪断音響波発生・検出技術を開発し、これを様々な材料・構造評価や物性研究へ応用することを目的に以下の研究を行った。 1.Zn単結晶およびGaAs単結晶の低対称性面上にSiO2薄膜を形成した試料を用いて、斜め入射プローブ光学系を用いたレーザーピコ秒音響波発生・検出の実験を行った。不均一媒質に斜め入射する光の散乱理論を構築し、これを用いた定量的解析により光弾性定数テンソル、超音波減衰定数、電子格子相互作用定数などの様々な物理量を得た。 2.液体中のピコ秒超音波伝播を測定するための手法を開発し、Cr薄膜やGaAs単結晶で発生された数100GHz領域の音響波が水およびグリセロール中を伝播する様子の観測と解析を行った。 3.斜め入射プローブ光学系の応用として、ピコ秒超音波法において表面変位成分に起因する信号のみを抽出する測定法を開発し、その検証実験を行った。 4.異方性を持つ不均一な媒質中における音響波伝播の理論を構築した。 5.ピコ秒超音波法を用いて試料表面をマッピングするための2次元走査技術を開発し、異方性を持つ銅単結晶および人工的に作製した周期構造(フォノニック結晶)表面を伝播する表面波の観測と解析を行った。
• フォトニック結晶ファイバーによる超高速音響光学変調器の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2004年 -2005年 

  代表者 : WRIGHT O・B, 松田 理, 友田 基信, 田村 信一朗

   

  我々は、ローマ大学「ラ・サピエンザ」のR.Li Voti博士から提供された高精度のTiO_2/Ag多層膜試料を用い、試料中を伝播するピコ秒超音波の広範囲にわたる波長依存性・時間分解の測定を行った。同期した2つの波長可変な超短パルスレーザーシステムを使い、反射率変化の応答を観測した。この試料はフォトニックバンドギャップを波長400nm以下と800nm以上の光に対してもつので、ポンプ光の波長を800nmに固定してプローブ光の波長を400nm付近のバンドギャップエッジの周りで変化させ測定を行った。 プローブ光の波長を400nmから長波長側へ走査し、プローブ光の波長により試料の反射率変化が増大することを発見した。これは、1次元フォトニック構造においてフォトニックバンドギャップが超高速音響光学作用を増大することに利用できることを結論付けるものである。 我々はまた、プローブ光が試料中で多重反射する効果も含めた転送行列法によって、試料中を伝播するピコ秒超音波による反射率変化についての数値的なシミュレーションを行った。この理論結果は、すべてのプローブ光の波長領域において実験結果と一致し、これは初めてフォトニック構造におけるピコ秒時間領域での音響光学変調を定量的に評価したことになる。 この研究は、さらに2次元や3次元フォトニック結晶におけるピコ秒音響光学作用に研究を拡張する基礎となるものである。
• 半導体量子井戸におけるTHz音響フォノンを用いた電子波動関数の可視化とその応用

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2001年 -2005年 

  代表者 : O・B Wright, 松田 理, 友田 基信

   

  本研究で得られた成果の概要は以下のとおりである。 1)複数の量子井戸層を持つGaAs/GaAlAs試料を用いてTHz音響フォノンの生成および検出実験を行った。また、この実験結果を定量的に解析するためにフォノン生成および検出についての理論モデルを構築した。 2)我々は実験を重ね、測定の時間分解能およびフォノンパルス形状測定の忠実度を向上させた。i)より短い光パルス(400fs)を用いることにより量子井戸構造を用いて0.5THzまでの音響フォノン生成を確認した。ii)斜め入射プローブ光学系と偏光操作を用いた新しい測定系を構築した。Cr薄膜を用いた実験により、新しい手法の有効性を確認した。 3)我々はピコ秒領域のフォノンパルスを検出するための新しい超高速サニアック干渉計を開発した。この方法はひとつの集光レンズを用いてフォノン生成・検出を行うもので、試料の片面から垂直入射光学系により測定を行うことができる。ポンププローブ光の水平位置を1ミクロンの精度で制御できる。 4)量子井戸の実験解析を補助するためにバルクGaAs中での超高速フォノン励起に関する基礎的な研究を行った。試料中の光励起キャリアの超高速拡散を考慮したフォノンパルス生成モデルを構築した。また結晶の異方性を利用した剪断フォノンパルス生成・検出を実証した。 5)量子井戸試料を用いてフォトルミネッセンスを利用した新しいフォノンパルス検出法の研究を行った。この方法は表面でのフォノン検出よりも時間分解能を高められると期待される。
• 物質表面波伝播現象のピコ秒時間分解2次元リアルタイムイメージング

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2002年 -2003年 

  代表者 : 松田 理, 友田 基信, 田村 信一朗, B. Wright Oliver

   

  異方性物質における表面フォノンフォーカシング現象のイメージは、音響エネルギー伝達速度の方向依存性を反映した複雑な形状を示し、興味深い。また産業的な観点からは、同イメージング技術は、GHz帯表面音響波デバイス開発において中心的な役割を果たすと期待される。異方性物質におけるMHz-GHz領域の表面フォノンフォーカシング現象の動画的観測を行うことにより、表面音響波の分散関係、複雑なナノスケール構造をもつ試料(表面音響波デバイス)における音響波伝播についての多くの知見が直接的に得られる。 本研究では、表面音響波伝搬の実時間2次元イメージング技術の開発を行った。この技術は超高速光ポンププローブ法と共通光路型干渉計を組み合わせて、透明および不透明試料における表面音響波伝播を動画として観測するものである。ダイアモンド基板上に金薄膜を烝着した試料では最高2GHz程度の周波数成分を持つ表面音響波を観測した。また、等方性・異方性の透明・不透明試料における表面音響波伝搬の実時間イメージ測定結果から複数の表面音響波モードの分散関係を直接的に取得する解析方法を構築した。 新しい不透明基板イメージング方法としては、可動鏡を使うイメージ測定方法を開発した。また、干渉計を用いた測定方法に加えて、反射率変化による測定方法を開発した。これに関連して不均一な光学定数分布を持つ試料に垂直または非垂直に入射する光の散乱理論の構築を進めた。 応用研究としてはCu多結晶試料表面を伝搬する表面音響波の実時間イメージ測定を行った。結晶粒界通過時の表面波の屈折現象を観測し、FDTD法によるモデル計算と比較した。これにより表面波イメージングによる物質の内部構造評価の可能性が示された。 以上、ピコ秒時間分解能・ミクロン空間分解能を持つ汎用的な表面音響波伝播観測技術の開発を行い、MHz-GHz表面音響波伝播の物理を明らかにした。
• ナノスケール領域におけるピコ秒振動のリアルタイムマッピング

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2000年 -2001年 

  代表者 : 松田 理, 稲垣 克彦, 武藤 俊一, WRIGHT Oliver B

   

  本研究は、ナノメートルスケールの空間分解能、ピコ秒領域の時間分解能をあわせ持つ新しい顕微鏡の開発を目的とした。その実現のためにナノメートルスケールの空間分解能を持つ走査型トンネル顕微鏡、走査型原子間力顕微鏡および超短レーザーパルスによるピコ秒の時間分解測定技術を組み合わせる方法をとった。このような要求を実現する具体的な方法として超短パルスレーザーと超高速光スイッチを走査型トンネル顕微鏡と組み合わせることが既に報告されているが、探針試料間の浮遊容量の影響により、高速動作時の空間分解能が制限される。そこで我々は、超短レーザパルス照射によって誘起される超高速フォノンパルスの伝搬の様子を原子間力顕微鏡で検出する方法を検討した。 フェムト秒モードロックレーザーからの光パルスを2つの光路に分け、光学遅延を用いてぞれぞれの光路を進む光パルス間に±1ns程度の範囲の時間差を与える。また、それぞれの光パルス列を2種類の異なる周波数で変調する。これら2つの光路を通り変調を受けた光パルスを金属単層薄膜試料に照射し、試料中に超高速のフォノンパルスを励起する。フォノンパルスによる試料表面の平均変位を遅延時間の関数として原子間力顕微鏡で検出する方法について、理論的な考察と実験を行った。また関連研究として、超音波力顕微鏡によるナノスケール横分解能の弾性的性質評価技術の研究および半導体量子井戸構造を用いた超高速フォノンパルス励起の研究を行った。
• 光ヘテロダイン原子間力顕微鏡による固体熱物性のナノスケールイメージングの研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2000年 -2001年 

  代表者 : WRIGHT Oliver B., 松田 理

   

  本研究は、固体熱物性の空間的分布をナノスケールで画像化できる光学ヘテロダイン原子間力顕微鏡を開発することを目的とした。試料表面においてレーザー照射により光熱的に励起された超音波振動(周波数100MHz以下)の振幅および位相を、ナノメートルの横空間分解能で2次元画像化する。これにより試料表面および表面下の熱的な性質についてのナノメートル空間分解能測定を可能にする。 以下に示すようにして光ヘテロダイン原子間力顕微鏡を構築した。SiN透明カンチレバーを持つ原子間力顕微鏡のカンチレバー支持部に圧電素子をとりつけ、カンチレバーを周波数ω_1=11MHzにて振動させる。探針による試料表面の観察部位にω_1近傍の周波数ω_2で変調された赤外光を照射し試料表面に周期的な熱振動を励起する。試料表面は試料の局所的熱物性を反映してω_2による膨張収縮を繰り返す。試料探針間相互作用の試料探針間距離に対する非線形性により、カンチレバーの平均変位はω_1-ω_2の振動数で変化する。この変化の振幅と位相を原子間力顕微鏡の光てこ検出部を用いて検出し画像化する。試料としてSi基板上にCr薄膜(膜厚100nm)およびSiO_2/Cr薄膜(膜厚150nm/100nm)を作製したものを用いた。これらは同一基板上にμmスケールのモザイク状に形成されている。試料表面層は同一膜厚のCr層で覆われているので、表面から100nm深さまでの機械的な性質は試料表面の場所によらないようになっている。この試料についての光ヘテロダイン顕微鏡による観測を行った。試料表面下のSiO_2層の有無による熱物性の違いを反映して、位相像に大きなコントラストが得られた。1次元熱拡散モデルに基づいてこのコントラストを半定量的に解析した。これらの結果により光ヘテロダイン顕微鏡が試料表面下の局所的熱物性を画像化する有力な手段であることが示された。
• 走査型超音波プローブ顕微鏡によるナノスケール分解能弾性・非弾性評価技術の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1999年 -2000年 

  代表者 : 松田 理, 稲垣 克彦, 武藤 俊一, OLIVER B. Wright, 山本 典孝

   

  本研究は、1nm以下の水平分解能を持つ走査型超音波プローブ顕微鏡の応用の開発と物理の解明を行う。試料・探針カンチレバーの振動に寄与する弾性力・粘性、試料・探針間の表面エネルギーによる吸着力を分離し解析し、それにより固体表面の局所的複素弾性率の測定を定量化することを目標とした。 セイコー電子製の大気中動作原子間力顕微鏡を改造して、カンチレバー支持部分および試料ホルダーにPZT圧電素子を埋め込み、カンチレバーおよび探針に超音波振動を励起できる走査型超音波プローブ顕微鏡を作製した。作製した走査型超音波プローブ顕微鏡を用いて、カンチレバーの共振周波数の上および下を含む様々な振動数および様々な振幅を持つ超音波励起下で、試料探針間距離とカンチレバーの変位との関係を示すフォースカーブ測定を行った。試料としてはSi単結晶、GaAs単結晶を用いた。振動の振幅はマイケルソン干渉計で校正した。得られたフォースカーブには以下のような共通の現象が見られた。1)振動を加えていない場合、試料探針の接近時には小さな「ジャンプイン」、引き離し時には比較的大きな「ジャンプアウト」が観測される。2)試料の振幅を増していくと、「ジャンプアウト」の起る試料ステージ位置は急速に高くなっていく。3)ある閾値以上の振幅では、接近、引き離し時共にほぼ同じ試料ステージ位置で特徴的な斥力側へのジャンプが観測された。 上記の実験結果を理解するために、試料-探針間の弾性力、ダンピング、吸着力およびカンチレバーの弾性、ダンピングを考慮してカンチレバーのダイナミクスを差分解析法を用いて数値的に解析した。試料探針間の相互作用としてJKRモデルを用いた。計算結果は、上記1)および2)の実験結果については定量的に再現することができ、この解析法が有効であることが示された。
• 金属中の超高速電子拡散・コヒーレントフォノン生成過程のナノスケールプロービング

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1999年 -2000年 

  代表者 : OLIVER B Wright, 松田 理, 田村 信一朗

   

  本研究の主な目的は、フェムト秒光パルスを用いて基本的な金属物質およびナノ構造に対する超高速音響フォノン生成および伝搬について知識を拡大することである。直径数ミクロン程度まで集光した励起光およびプローブ光を用いることで、10ミクロン程度の空間分解能でフォノンを検出することが出来る。このために、我々は垂直入射の超高速反射率変化測定法と超高速干渉測定法を利用した。 我々は、アモルファスおよび液体金属中のコヒーレントフォノンの生成および検出を初めて行なった。水銀における非対称のフォノンパルス形状の結果は、電子拡散がフォノン生成に影響を及ぼしていることを明らかした。また、ピコ秒フォノンパルスがアモルファス金属中で生成および検出されることを初めて示した。 100フェムト秒程度の光パルスを用いた遷移金属中、特にCrとNiについてのコヒーレントフォノン生成および検出実験結果は、実験によって測定された超音波吸収を正しく考慮にいれた2温度モデルによってよく説明された。 20フェムト秒程度の赤外光パルスを用いた遷移金属中の超短光パルス実験を初めて試みた。超短時間スケールにおける超高速電子散乱の影響が、異なる膜厚の試料についてのデータ中に明らかに現れている。厚い膜については著しい極性反転の信号を観測した。 多層金属構造中のコヒーレントフォノンパルス生成についての予備的な結果は、観測された音響エコーを説明するために電子散乱を考慮にいる必要があることを示している。 多層構造による光の反射および透過の様子を解明するために関連する研究を行なった。縦コヒーレントフォノンだけではなく、せん断コヒーレントフォノンについても考慮した。
• 多成分ガラス半導体における硬さのパーコレーション・中距離構造とフラクトンの研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1997年 -2000年 

  代表者 : 邑瀬 和生, 松田 理, 井上 恒一, 王 勇

   

  本研究は,カルコゲナイドガラスの構造や力学特性等の諸性質に対し、中距離構造の形成・変化、硬さのパーコレーション、フラジリティ、フラクトンといったミクロ・メゾスコピックな観点から研究を進めている。(Ge、Sn)-(Se、S)系をついて主として、ラマン散乱と赤外分光を実験手段としている。この系は広い組成領域で、過冷却状態を経て、ガラス状態に凍結する。組成、圧力、温度を変えて振動スペクトルを調べ、Phillips-Thorpeの拘束理論に基づく硬さのパーコレーション転移の臨界組成で振動スペクトルの異常をはじめて観測した。 ・ガラス-過冷却液体転移、再結晶過程をラマン散乱スペクトルにより研究し、非平衡相図を求め、臨界組成で再結晶化が急に生ずることを見出し、ナノ構造の自己組織化を提唱した。 ・低波数域のラマン散乱スペクトルで、フラクトンのふるまいを見出し、ネットワークの次元性と硬さのパーコレーション、フラジリティーに関する新しい発展をもたらした。 ・ガラス構造を知るために、結晶GeSe_2の電子状態と振動スペクトルと比較した結果、ガラスの基本骨格は結晶構造のフラグメントであり、ガラス内の化学秩序の破れとナイ構造相分離が光誘起構造変化と光誘起結晶化で重要な役割を演ずることをつきとめた。
• アモルファスカルコゲナイド半導体における異方性光誘起構造変化現象の研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1998年 -1999年 

  代表者 : 松田 理

   

  物質の準安定状態であるガラス状態は、通常、熱的な励起により、安定な結晶状態に移行する。アモルファスカルコゲナイド半導体ではこの転移を光照射によって起こすことができる。光には偏光方向の自由度があるので、このような構造変化にかかわる特徴的な方向(例えば結晶軸)を励起光の偏向方向によって制御できる可能性がある。本研究では、光誘起構造変化現象における光励起状態の緩和過程の果たす役割について調べる。 アモルファスカルコゲナイド半導体における、光励起直後の電子励起状態の緩和過程を調べることを目指して。フェムト秒光パルスを用いたポンププローブ超高速過渡的反射率変化測定装置を組み立てた。この測定装置に用いる新しい共通パス型の干渉計を開発した。本装置により試料のピコ秒時間領域の反射率変化および表面変位を検出することができる。 装置の評価のためにアモルファスSi薄膜についての測定を行った。結果を定量的に理解するために、薄膜試料内での熱伝搬、超音波伝搬、電子格子相互作用を考慮したモデルの構築を行った。また、等方的なアモルファス物質中に光によって誘起される非等方的な誘電率変化を検出するための実験配置について詳しい検討を行った。
• Ultra high frequency phonon pulse generation and detection in solids and liquids

  研究期間 : 1998年
• 時間分解フォトルミネッセンス測定によるカルコゲナイド半導体の励起子緩和過程の研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1995年 -1996年 

  代表者 : 松田 理, 井上 恒一

   

  Se, SなどのVI族元素を含むアモルファスカルコゲナイド半導体では、光黒化、光退色、光結晶化などの様々な光誘起構造変化現象がみられる。これらの現象は、光によって励起された電子が緩和する際に、強い電子-格子相互作用を介して大きな格子の変形を引き起こすことによって起こると考えられる。アモルファス物質が熱平衡状態にないということも、構造変化現象を考える上で重要である。このような構造変化には、物質中に2配位で組み込まれているカルコゲン原子が大きく関与していると考えられるが、その詳細はまだ明らかでない。特に、励起電子がどのように緩和するのかという点についての、基本的かつ具体的な理解が不足している。 典型的なカルコゲナイド半導体である結晶GeSe_2およびGeSe_2ガラスについて、その励起電子緩和過程についての知見を得るために、フォトルミネッセンスの時間分解測定を行った。これらはいずれも可視域(約2.2〜2.7eV)にバンドギャップを持つが、バンドギャップ程度のエネルギーを持つ光で励起すると近赤外域(約1eV)に幅の広いガウシアン型のルミネッセンススペクトルを示す。この大きなストークスシフトは、この系の強い電子格子相互作用に起因する。連続発振レーザー光を光音響変調素子を用いて適当な周期の断続光にしてルミネッセンスの励起に用い、励起光遮断直後からのルミネッセンスの減衰を数100nsecから数msecの範囲にわたって調べた。両者のルミネッセンススペクトルには類似する点が多く、その発光の始状態はいずれも強く局在していると考えられる。ガラスGeSe_2では、減衰が拡張指数型であるのに対し、結晶GeSe_2では単一指数関数型である。乱れのある系での拡張指数型減衰は、ガラスの発光がエネルギー分布を持つ多数の発光中心に起因するためと考えられる。
• カルコゲナイド半導体の励起緩和過程の研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1992年 -1992年 

  代表者 : 松田 理

産業財産権

• 特願2013-93863:試料の物理的性質の測定方法  2013年04月26日

  松田 理
• 特許3288670:試料の物理的性質の測定方法    2006年04月12日

  オリバ ライト, デビッド ハーリー, 松田 理
• 特許第3766032号:試料の物理的性質の測定方法  2006年02月03日

  松田 理, オリバ ライト, 菅原 美博, ヴィタリィ グセフ  独立行政法人科学技術振興機構  200903007748260765
• 特開2005-338063:試料の物理的な特性を測定するための装置  2005年12月08日

  200903047610339141
• 特許第3288672号:試料の物理的性質の測定装置  2002年03月15日

  オリバ ライト, デビット ハーリー, 松田 理  科学技術振興事業団  200903068939460208
• 特許第3288671号:試料の物理的性質の測定装置  2002年03月15日

  オリバ ライト, デビッド ハーリー, 松田 理  科学技術振興事業団  200903090253167550
• Two-arm Sagnac interferometer with two beam splitters

  6552799
• Two-arm Sagnac interferometer with three beam splitters

  6549285
• Single-arm Sagnac interferometer with two beam splitters

  6552800
• Instrument for measuring physical property of sample

  EP1171643A1