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スピン偏極電子のテラヘルツ波応答に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17686007
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

長島 健  Osaka University, レーザーエネルギー学研究センター, 助教 (60332748)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥25,220,000 (Direct Cost: ¥19,400,000、Indirect Cost: ¥5,820,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2006: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000)
Keywordsテラヘルツ / 赤外材料・素子 / 光物性 / スピントロニクス / スピン / 反強磁性 / 半導体 / 磁場
Research Abstract

反強磁性体中では電子スピンが互いに逆向きに配列している.昨年度,反強磁性体への高強度光パルス照射によりテラヘルツ波パルスの放射を確認した.電子スピンの応答は通常高速でないと考えられているが,マクロな磁化のない反強磁性体ではサブピコ秒程度の高速な応答を示す可能性を示唆する.本年度は放射機構を議論するため,フェムト秒レーザー照射反強磁性体(酸化ニッケル)からのテラヘルツ波放射特性について詳細に調べた.テラヘルツ放射特性の試料温度依存性(反強磁性転移温度523 K以上まで変化)励起レーザー強度及び偏光依存性を測定した.その結果,温度の上昇とともにテラヘルツ波強度は減少するが,反強磁性転移温度以上の常磁性相でもテラヘルツ波放射が存在することがわかった.またテラヘルツ波放射波形には反強磁性共鳴周波数に対応する振動が観測された.その振動周期は励起光パルスに依存することを見いだした.これはNiOからの光ポンプ-テラヘルツプローブ分光の測定結果とも一致しており,光励起によって反強磁性秩序が擾乱されていることを示している.さらにテラヘルツ波強度の結晶方位(角度θ)依存性を調べた結果,cos2θのパターンを示した.(なお用いたNi0は双晶であり,特に熱処理はしていないためドメインの大きさはレーザースポット径よりも十分に小さい.)上記の結果を検討した結果,テラヘルツ波放射機構としてNiイオン3d電子のd-d遷移が関与した2次非線形光学効果によるものが考えられる.

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Development of a Cryogen-Free Terahertz Time-Domain Magnetooptical Measurement System2007

    • Author(s)
      Hisashi Sumikura, Takeshi Nagashima, Hideaki Kitahara, and Masanori Hangyo
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 46

      Pages: 1739-1744

    • NAID

      10018901572

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 機械式冷凍機を用いた分光測定における雑音除去2006

    • Author(s)
      長島 健, 角倉 久史
    • Journal Title

      分光研究 55

      Pages: 331-333

    • NAID

      10018105962

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 表面金属グレーティングを有するInAs表面からの準単色テラヘルツ電磁波放射2006

    • Author(s)
      内田 浩司, 長島 健, 谷 正彦, 萩行 正憲
    • Journal Title

      日本赤外線学会誌 15

      Pages: 84-90

    • NAID

      10017580693

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Terahertz Time-Domain Spectroscopy of Solids2005

    • Author(s)
      M.Hangyo, M.Tani, T.Nagashima
    • Journal Title

      International Journal of Infrared and Millimeter Waves 26

      Pages: 1661-1661

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光学測定の雑音除去方法2006

    • Inventor(s)
      長島 健 他2名
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学
    • Industrial Property Number
      2005-059646
    • Filing Date
      2006-03-06
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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