Spectroscopic study of phenomena arising from magnetoelectric coupling in multiferroics
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19J21456
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
荻野 槙子 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | マルチフェロイクス / 磁性体 / 光起電力効果 / テラヘルツ / 光物性 / らせん磁性 / テラヘルツ分光 |
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| Outline of Research at the Start |
光を用いてスピンのもつ創発物性を開拓するため、1.様々な光学過程における電気磁気光学効果、2.電気磁気光学効果による超高速磁化制御、3.電気磁気光学効果をプローブとした電気磁気ゆらぎと臨界現象の観測の3つを軸とする。1では、これまでに観測されてきた電気磁気光学効果は吸収過程におけるものであったが、発光やラマンなど未開拓な光学過程における効果を観測する。2では電気磁気光学効果の逆効果として期待される光電場による磁化制御を行う。3ではマルチフェロイクスで存在が予測されているゆらぎや臨界現象を観測し、時間スケールやドメイン形成過程を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
バルク光起電力効果の機構の一つであり、電子の幾何学的位相を反映した電流として注
目されているシフト電流をエレクトロマグノン励起により高効率に実現した。一般的にシ
フト電流はバンド間遷移などの電子の励起に伴って生じると考えられてきた。一方、磁気励起であるエレクトロマグノン励起に伴うシフト電流が生じることが理論的に提案されている。これはテラヘルツ領域の光起電力効果、加えて光キャリアを伴わない光起電力効果の機構という点で新しい現象である。そこでエレクトロマグノンの性質がよく知られているサイクロイド型磁性体でエレクトロマグノンシフト電流を観測することを目的とした。サイクロイド型磁性体に600 kV/cmの電場振幅をもつ高強度テラヘルツパルスを照射し、同期して流れる電流を電気的に測定した。その結果、バルク光起電力効果による光電流が観測された。テラヘルツ誘起のため光キャリアを生じさせず、加えて予想される熱的効果の10 倍以上の光電流が観測されたことから、観測された光電流がシフト電流であると結論付けた。観測されたシフト電流を、これまでに強誘電体で観測されてきた可視、近赤外領域におけるバルク光起電力効果と定量的に比較すると、同程度の大きさであることが明らかになった。理論研究、第二高調波発生の先行研究との比較からエレクトロマグノンシフト電流の高効率性はマルチフェロイクスの電子分極が大きいことに由来すると推察した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
