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超高速光記録方式微細スピンメモリ

Research Project

Project/Area Number 16J08924
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

石井 友章  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsスピントロにクス / テラヘルツ / 高速磁化制御 / メモリ / 光磁化制御 / スピン / ポンププローブ / 強磁性半導体 / 磁性体
Outline of Annual Research Achievements

将来の高速情報処理や低消費電力社会に貢献することが本研究の目的である。そのために、強磁性体における電子構造や磁化のフェムト秒からピコ秒レベルでの高速制御という、低消費電力の高速動作スピントロニクスデバイスを実現する上で不可欠な極めて重要な課題に取り組んだ。当該年度の成果として、半導体と非常に整合性が良く将来のスピントロニクス材料として注目されている強磁性半導体GaMnAsに対して、テラヘルツパルス光を用いてピコ秒超短パルス光をGaMnAsに照射し、それに磁化を追従させることによるコヒーレント磁化制御の実験を行った。その結果、ピコ秒磁化制御に成功し、誘電率テンソル解析に基づき、実験結果から面直磁化の応答を定量的に示した。この結果が磁性金属に対する先行研究のモデルでは説明できないことを示し、詳細な測定からテラヘルツ光の電界成分が非常に重要な役割を果たしていることを明らかにした。テラヘルツパルス光による磁化の高速変調への応用性を考える上で、磁化変調量を増大させることは極めて重要である。テラヘルツ光の電界の試料への吸収量を減らすために、サイズの小さい強磁性ナノMnAs微粒子にテラヘルツパルス光を照射した。その結果、20%程度の大きな磁化変調を得ることに成功した。このように、当該年度、テラヘルツパルスを用いた高速磁化制御とその原理の解明、大きな磁化変調の実証を行い、将来の不揮発性高速メモリ実現に向けて研究が進展したと考えている。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Ultrafast magnetization modulation induced by the electric field component of a terahertz pulse in a ferromagnetic-semiconductor thin film2018

    • Author(s)
      T. Ishii, H. Yamakawa, T. Kanaki, T. Miyamoto, N. Kida, H. Okamoto, M. Tanaka, and S. Ohya
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electronic structure near the Fermi level in the ferromagnetic semiconductor GaMnAs studied by ultrafast time-resolved light-induced reflectivity measurements2016

    • Author(s)
      T. Ishii, T. Kawazoe, Y. Hashimoto, H. Terada, I. Muneta, M. Ohtsu, M. Tanaka, and S. Ohya
    • Journal Title

      Phys. Rev. B Rapid Communications

      Volume: 93 Issue: 24

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.241303

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Terahertz electric-field induced Franz-Keldysh effect and magnetization modulation in the ferromagnetic semiconductor GaMnAs2017

    • Author(s)
      Tomoaki Ishii, Hiromichi Yamakawa, Toshiki Kanaki, Tatsuya Miyamoto, Noriaki Kida, Hiroshi Okamoto, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Terahertz control of magnetization using the Franz-Keldysh effect in a ferromagnet2017

    • Author(s)
      T. Ishii, H. Yamakawa, T. Kanaki, T. Miyamoto, N. Kida, H. Okamoto, M. Tanaka, and S. Ohya
    • Organizer
      SpinTECH Ⅸ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 強磁性半導体GaMnAsにおけるFranz-Keldysh効果を利用したテラヘルツパルス光による磁気光学効果の超高速変調2016

    • Author(s)
      石井友章, 山川大路,金木俊樹,宮本辰也,貴田徳明,岡本博,田中雅明,大矢忍
    • Organizer
      PASPS-21
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2016-12-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Ultrafast manipulation of the magnetization of ferromagnetic semiconductor GaMnAs using a terahertz magnetic field2016

    • Author(s)
      Tomoaki Ishii, Hiromichi Yamakawa, Toshiki Kanaki, Tatsuya Miyamoto, Noriaki Kida, Hiroshi Okamoto, Masaaki Tanaka, and Shinobu Ohya
    • Organizer
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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