| Project Area | nano spin conversion science |
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| Project/Area Number |
26103004
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Oiwa Akira 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (10321902)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水上 成美 東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (00339269)
塚本 新 日本大学, 理工学部, 教授 (30318365)
安藤 和也 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30579610)
佐藤 琢哉 九州大学, 理学研究院, 准教授 (40451885)
大野 裕三 筑波大学, 数理物質科学研究科(系), 教授 (00282012)
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| Research Collaborator |
HASEGAWA Shigehiko
KIYAMA Haruki
FUJITA Takafumi
IIHAMA Satoshi
KASATANI Yuichi
YOSHIKAWA Hiroki
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥246,870,000 (Direct Cost: ¥189,900,000、Indirect Cost: ¥56,970,000)
Fiscal Year 2018: ¥36,010,000 (Direct Cost: ¥27,700,000、Indirect Cost: ¥8,310,000)
Fiscal Year 2017: ¥35,100,000 (Direct Cost: ¥27,000,000、Indirect Cost: ¥8,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥66,560,000 (Direct Cost: ¥51,200,000、Indirect Cost: ¥15,360,000)
Fiscal Year 2015: ¥44,460,000 (Direct Cost: ¥34,200,000、Indirect Cost: ¥10,260,000)
Fiscal Year 2014: ¥64,740,000 (Direct Cost: ¥49,800,000、Indirect Cost: ¥14,940,000)
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| Keywords | 光学的スピン変換 / 円偏光 / 界面スピン変換 / スピンエレクトロニクス / 量子状態変換 / マグノン・スピン流 / コヒーレント変換 / 光誘起磁化反転 / スピントロニクス / マグノン・スピン波 / 単一光子－単一電子スピン量子状態変換 / コヒレントマグノン / 超短時間スピンダイナミクス / 非線形スピンダイナミクス / スピンレーザー |
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| Outline of Final Research Achievements |
We have conducted versatile researches aiming at comprehensive elucidation of optical spin conversion in various spin systems. The contribution of energy and angular momentum transfer processes to the all-optical magnetization switch has been established. Inverse magneto-electric effect in antiferromagnets have been studied experimentally and theoretically, indicating the universality of that effect. Moreover, we have developed novel technologies; derivation of magnon dispersion relation from time-spatial resolved measurements, observation of helicity dependent magnon modes, and terahertz generation. We have also elucidated that the united understanding of the spin current generation mediated by magon excitation via non-linear spin conversion at the interface is possible. Furthermore, we have verified the conversion of quantum states from single photons to single electron spins and have shown the feasibility of the conversion of entanglement from photon pair to electron spins.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
フェリ磁性体の全光磁化反転でのエネルギーと角運動量移行の複合過程の解明や、反強磁性体での逆磁気光学効果は、光学的スピン変換の広範性を示す結果である。時空間磁気光学測定を発展させ、マグノンダイナミクス物性やテラヘルツスピン変換などを新たに開拓した。界面マグノンースピン流変換の成果は、マグノン分裂・散乱で記述されるスピン系の非線形性とフォノンまで含めたスピン変換によって現れるスピントロニクス現象の理解に繋がる。また光子から電子スピンへの角運動量変換に基づく量子状態変換は、もつれ相関など量子力学的効果をスピン系に導入できることを示すと同時に、長距離量子暗号通信への応用として社会的インパクトも大きい。
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