Investigation on detection of terahertz waves using metallic magnetic/non-magnetic ultra-thin film hetero-structure

• Project/Area Number: 23K03957
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 西谷 幹彦 大阪大学, レーザー科学研究所, 特任教授 (70712842)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中嶋 誠 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (40361662)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: テラヘルツ波検知 / 金属超薄膜 / スピントロニックエミッタ / 磁性体／非磁性体 / ヘテロ構造

Outline of Research at the Start

本研究では、金属磁性体／非磁性体の超薄膜ヘテロ構造がテラヘルツ波を検知できると考え研究を進める。テラヘルツ波の検知方法の考え方は、その超薄膜ヘテロ構造にテラヘルツ波を照射することによって、１）生じさせたスピン流をヘテロ界面での逆スピンホール効果で電場に変換して検知すること、あるいは、２）生じさせたスピン流を用いて金属磁性体の磁化を変調し、磁気光学効果に反映させて検知すること、である。本提案のテラヘルツ波ディテクタは、過去に例をみない試みであり、テラヘルツ波の実用レベルでの検知に成功すれば、安価で大面積化可能なディテクタが実現でき、学術的・工業的に絶大なインパクトがある。