The spectral lineshape of the photoluminescence in the semiconductor, which is widely used as LED and LD, is generally reflected by the polarization of a photoexcited electron-hole (e-h) pair. e-h pairs exist as excitons, biexciton, and e-h plasma at different e-h density, and they causes the characteristic luminescence. However, many body effects of e-h pairs strongly modulate the spectral lineshape of the luminescence, so its characterization is difficult even in the typical semiconductor. Here I focus on the low-frequency optical responses near the plasma frequency. It originates from the intraband motion of e-h pairs, which insensitive to the Coulomb interaction and many-body effects. Therefore, the low-frequency responses include the complementary information for the interpretation of the luminescence. In my talk, I introduce the temporal evolution of the luminescence and transient reflection in mid-infrared after the intense ultrashort pulse excitation in CuCl, and I emphasize the importance of ultrabroadband-time-resolved-spectroscopy in photoexcited semiconductors.
発 光ダイオードやレーザーダイオードなどの発光デバイスに応用されている半導体において、発光スペクトルの形状は電子―正孔対が作り出す双 極子に反映される。電子―正孔対は密度によっては励起子や励起子分子、プラズマとして存在し、特徴的なスペクトル形状を示す。しかし多体効果によって発光スペクトルの形状は大きくゆがめられるため、発光の解析法は現在でも確立していない。そこでプラズマ周波数近傍の低い周波数領域の光学応答に注目した。これは電子―正孔のバンド内の運動に起因し、多体効果に対してスペクトルの変調を受けにくい。したがって バンド端近傍の光学応答の解釈において相補的な情報が得られると考えた。発表では電子正孔間のクーロン相互作用の強いCuClを例に高強度の超短パルス光を照射した後に見られる発光と中赤外の過渡反射率の時間発展について紹介し、光励起された半導体における超広帯域時間分解分光の重要性について述べる。