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高い時空間分解能を持つ超音波計測法と微細加工技術を融合した磁性ナノデバイスの開発

Research Project

Project/Area Number 17J07186
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field General applied physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

長久保 白  京都大学, 化学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsスピントロニクス / 時間分解磁気光学Kerr効果 / フォノン / マグノン / 磁壁 / ナノワイヤ
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではフェムト秒パルスレーザーを用いた超高速ポンププローブ計測法と電子線リソグラフィを用いたナノメートルオーダーの微細加工技術を組み合わせ、フォノン(超音波)による磁壁の移動現象の実験的解明を目指して研究を行った。電子線リソグラフィを用いることで独自に提案した形状のデバイスを作製し、ナノワイヤの方端部にポンプ光を照射して超音波を励起し、もう一端まで伝播してきた超音波をプローブ光の反射率変化を通して検出することに成功した。その計測の結果、ナノワイヤ中を伝わる2つの現象を発見した。1つはポンプ光の照射後、100 ps以内に数ミクロンの距離を伝播するパルス的な応答である。もう1つは1000 ps以上経ってから数ミクロンの距離を伝播してくる振動的な応答である。細線の材料や寸法を変えるとパルス応答の振幅や、振動の周波数や伝播時間にも変化が現れた。これらは細線中を伝わる電子や超音波の応答を捉えていると考えられ、今後これを用いることで磁壁の移動現象の実験へとつなげることが可能となった。
また光学系を改築し、磁気光学Kerr効果をピコ秒オーダーにおいてとらえることで磁化の超高速動的挙動も観測することができるようになった。本研究で構築した光学系では、検出光の分離方法を変えるだけで同一の励起条件下における磁化の応答と超音波の応答をそれぞれ独立に計測できる。これにより超音波の挙動と磁壁・磁化振動の挙動を時間領域において計測できるようになり、これらの相互作用を解明することができるようになった。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Theoretical study on elastic properties of Si2N2O by ab-initio calculation2018

    • Author(s)
      S. Tsuboi, K. Adachi, A. Nagakubo, and H. Ogi
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phonon anharmonicity in zirconium tungstate single crystal investigated by broadband light scattering2017

    • Author(s)
      Oishi Eiichi、Fujii Yasuhiro、Katayama Daisuke、Koreeda Akitoshi、Nagakubo Akira、Ogi Hirotsugu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 56 Issue: 10S Pages: 10PB06-10PB06

    • DOI

      10.7567/jjap.56.10pb06

    • NAID

      210000148353

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Elastic constant of alpha and beta tungsten films studied by picosecond ultrasonics2017

    • Author(s)
      Akira Nagakubo, Lee Henu Tae, Yoshio Ueda, Hirotsugu Ogi, Takahiro Moriyama, and Teruo Ono
    • Organizer
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Guide wave excitation and detection in a single nanowire2017

    • Author(s)
      Akira Nagakubo, Takuya Taniguchi, Hirotsugu Ogi, and Teruo Ono
    • Organizer
      2017 International Congress on Ultrasonics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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