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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Vector control of magnetizaion and magnetic phase transition via the inverse magneto-optical effects

Research Project

Project/Area Number 15H05454
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

佐藤 琢哉  九州大学, 理学研究院, 准教授 (40451885)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords磁気光学 / スピンダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、偏光制御された超短光パルスを磁性体に照射することで、逆ファラデー効果、逆コットン・ムートン効果などの逆磁気光学効果によって、より高い自由度で超高速にコヒーレント磁化制御することを目的とする。本年度は、マルチフェロイック物質の六方晶マンガン酸化物において、直線偏光(逆コットン・ムートン効果)と円偏光(逆ファラデー効果)を用いたマグノン励起と、それをファラデー効果、コットン・ムートン効果、磁気非線形光学効果を用いた多角的なプローブを行った。磁気非線形光学効果によるマグノンの時間分解測定は、これまでほとんど例がない。マグノンの緩和定数の強い温度依存性が観測され、緩和過程に関する考察を行った。
また、光で励起されたスピン波(静磁波)が空気ギャップを乗り越えて透過する現象を実験・計算の両面から研究を行った。その結果、スピン波エヴァネッセント波として理解できることを解明した。
フェムト秒光パルスを用いたスピン励起は、インパルシブ誘導ラマン散乱に基づく。したがって、同じ機構に基づく自発的ラマン散乱を測定し、インパルシブ誘導ラマン散乱と比較することで、周波数空間・時間空間からの多角的アプローチが可能になる。そこで自発的ラマン散乱測定装置を立ち上げ、マルチフェロイック物質等の測定を行い、偏光依存性を詳細に解析した。その結果、これまでに報告されていなかった偏光依存性を見出し、磁気秩序との関連性を考察した。

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。

  • Research Products

    (47 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 11 results) Remarks (5 results)

  • [Int'l Joint Research] ETH Zurich/Paul Scherrer Institut(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      ETH Zurich/Paul Scherrer Institut
  • [Int'l Joint Research] Delft University of Technology/Radboud University Nijmegen(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      Delft University of Technology/Radboud University Nijmegen
  • [Int'l Joint Research] Technische Universitaet Kaiserslautern/FAU Erlangen-Nuernberg/Fritz Haber Institute(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Technische Universitaet Kaiserslautern/FAU Erlangen-Nuernberg/Fritz Haber Institute
  • [Int'l Joint Research] Ioffe Institute/MISiS/L. V. Kirensky Institute of Physics(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      Ioffe Institute/MISiS/L. V. Kirensky Institute of Physics
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] Institute of Magnetism(ウクライナ)

    • Country Name
      UKRAINE
    • Counterpart Institution
      Institute of Magnetism
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      3
  • [Journal Article] Surface plasmon-mediated nanoscale localization of laser-driven sub-THz spin dynamics in magnetic dielectrics2018

    • Author(s)
      A. L. Chekhov, A. I. Stognij, T. Satoh, T. V. Murzina, I. Razdolski, A. Stupakiewicz
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ultrafast optical excitation of coherent magnons in antiferromagnetic NiO2017

    • Author(s)
      C. Tzschaschel, K. Otani, R. Iida, T. Shimura, H. Ueda, S. Guenther, M. Fiebig, and T. Satoh
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 95 Pages: 174407-1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.95.174407

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Unidirectional control of optically induced spin waves2017

    • Author(s)
      I. Yoshimine, Y. Y. Tanaka, T. Shimura, and T. Satoh
    • Journal Title

      EPL (Europhysics Letters)

      Volume: 117 Pages: 67001-1-5

    • DOI

      10.1209/0295-5075/117/67001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] All-optical observation and reconstruction of spin wave dispersion2017

    • Author(s)
      Y. Hashimoto, S. Daimon, R. Iguchi, Y. Oikawa, K. Shen, K. Sato, D. Bossini, Y. Tabuchi, T. Satoh, B. Hillebrands, G. E. W. Bauer, T. H. Johansen, A. Kirilyuk, Th. Rasing, and E. Saitoh
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 8 Pages: 15859-15859

    • DOI

      10.1038/ncomms15859

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Excitation of coupled spin-orbit dynamics in cobalt oxide by femtosecond laser pulses2017

    • Author(s)
      T. Satoh, R. Iida, T. Higuchi, Y. Fujii, A. Koreeda, H. Ueda, T. Shimura, K. Kuroda, V. I. Butrim and B. A. Ivanov
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 8 Pages: 638

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00616-2

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Femtosecond laser induced THz oscillations in rare earth iron garnet2018

    • Author(s)
      P. Khan, M. Kanamaru, and T. Satoh
    • Organizer
      Magnetics and Optics Research International Symposium (MORIS) 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical excitation of magnons in antiferromagnets2018

    • Author(s)
      T. Satoh
    • Organizer
      Reimei/GP-Spin/ICC-IMR International Workshop "New Excitations in Spintronics"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effect of Gilbert damping on ultrafast optical spin excitations in antiferromagnetic hexagonal HoMnO32018

    • Author(s)
      C. Tzschaschel, M. Weber, M. Fiebig, T. Satoh
    • Organizer
      8th NCCR MUST Annual Meeting
  • [Presentation] 逆ファラデー効果を用いた超高速磁化制御と時間分解イメージング2018

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] Optically induced symmetry breaking in multiferroic h-YMnO3 probed by second harmonic generation2018

    • Author(s)
      C. Tzschaschel, M. Weber, M. Fiebig, T. Satoh
    • Organizer
      DPG Spring Meeting of the Condensed Matter Section (SKM) together with the EPS
  • [Presentation] Exploring the exchange interactions in GdYb-BIG via two-dimensional THz spectroscopy2018

    • Author(s)
      S. Pal, C. Tzschaschel, T. Satoh, M. Fiebig
    • Organizer
      DPG Spring Meeting of the Condensed Matter Section (SKM) together with the EPS
  • [Presentation] BiFeO3におけるポンプ・プローブ測定2018

    • Author(s)
      金丸将孝, Pritam Khan, 吉村 武, 藤村紀文, 伊藤利充, 佐藤琢哉
    • Organizer
      日本物理学会「第73回年次大会」
  • [Presentation] エアギャップ透過スピン波の時空間分解測定2018

    • Author(s)
      松本慧大, 吉峯 功, 姫野滉盛, 志村 努, 佐藤琢哉
    • Organizer
      日本物理学会「第73回年次大会」
  • [Presentation] 鉄酸化物における偏光角度分解ラマン散乱2018

    • Author(s)
      徐 維宏, 吉瀬みのり, 土田孝三, 藤井康裕, 是枝聡肇, 佐藤琢哉
    • Organizer
      日本物理学会「第73回年次大会」
  • [Presentation] Time-resolved imaging of spin wave transmission through an air gap2017

    • Author(s)
      K. Matsumoto, I. Yoshimine, K. Nakagouchi, K. Himeno, and T. Satoh
    • Organizer
      SpinTECH IX International school and conference 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Observation of temperature dependent Teraheltz modulation in rare earth iron garnet2017

    • Author(s)
      P. Khan, M. Kanamaru, and T. Satoh
    • Organizer
      SpinTECH IX International school and conference 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 逆磁気光学効果による超高速磁化制御2017

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      第64回日本磁気学会スピンエレクトロニクス専門研究会「スピンオプトロニクス」
    • Invited
  • [Presentation] Transmission of photoinduced spin wave through an air gap2017

    • Author(s)
      K. Matsumoto, I. Yoshimine, K. Himeno, and T. Satoh
    • Organizer
      York-Tohoku-Kaiserslautern Research Symposium on "New-Concept Spintronics Devices"
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Femtosecond laser induced THz and GHz oscillation in iron garnet2017

    • Author(s)
      M. Kanamaru, P. Khan, and T. Satoh
    • Organizer
      York-Tohoku-Kaiserslautern Research Symposium on "New-Concept Spintronics Devices"
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Time-resolved imaging of photo-induced spin wave tunneling through an air2017

    • Author(s)
      T. Satoh
    • Organizer
      Magnonics 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光で生成したスピン波のトンネル効果2017

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会 シンポジウム「光とスピンが織りなす研究の最前線」
    • Invited
  • [Presentation] 反強磁性体・フェリ磁性体酸化物における光パルスを用いたテラヘルツ・マグノン励起2017

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会 シンポジウム「酸化物のテラヘルツ光物性とデバイス応用への展望」
    • Invited
  • [Presentation] 光パルスを用いたスピン波伝播イメージング2017

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      日本放射光学会第9回若手研究会「最先端のパルス光で観る超高速科学」
    • Invited
  • [Presentation] エアギャップ透過スピン波の時空間分解2017

    • Author(s)
      松本慧大,吉峯 功,姫野滉盛,佐藤琢哉
    • Organizer
      第41回日本磁気学会学術講演会
  • [Presentation] Excitation of multiple coherent phonon modes in CuB2O4 via non-resonant impulsive stimulated Raman scattering2017

    • Author(s)
      K. Imasaka, R. V. Pisarev, L. N. Bezmaternykh, T. Shimura, A. M. Kalashnikova, T. Satoh
    • Organizer
      Ultrafasat Magnetism Conference (UMC) 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ultrafast optical excitation of coherent magnons in antiferromagnetic NiO2017

    • Author(s)
      C. Tzschaschel, K. Otani, R. Iida, T. Shimura, H. Ueda, S. Gunther, T. Satoh, M. Fiebig
    • Organizer
      Ultrafasat Magnetism Conference (UMC) 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 反強磁性体におけるテラヘルツ・スピン制御2017

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      豊田理研ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] Femtosecond Laser Induced THz And GHz Oscillations In Rare Earth Iron Garnet2017

    • Author(s)
      P. Khan, M. Kanamaru, T. Satoh
    • Organizer
      62nd Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials (MMM)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical excitation of magnons in antiferromagnets2017

    • Author(s)
      T. Satoh
    • Organizer
      CEMS Symposium on Trends in Condensed Matter Physics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 反強磁性体におけるテラヘルツ・スピンダイナミクス2017

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      光・熱・磁気の相互作用を利用した新規スピンデバイス・ストレージ技術調査専門委員会
  • [Presentation] 光パルスを用いた反強磁性体の超高速磁化制御2017

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      第11回物性科学領域横断研究会 (領域合同研究会)
  • [Presentation] フェムト秒パルスを用いた反強磁性体の超高速制御2017

    • Author(s)
      佐藤琢哉
    • Organizer
      日本磁気学会65回スピンエレクトロニクス専門研究会/応用物理学会スピントロニクス研究会
    • Invited
  • [Presentation] マイクロマグシミュレーションによるスピン波伝播の数値解析2017

    • Author(s)
      今野克洋, 松本慧大, 佐藤琢哉
    • Organizer
      第123回日本物理学会九州支部例会
  • [Presentation] ブリルアン散乱による後方散乱マグノンモードの検出2017

    • Author(s)
      松本慧大, Thomas Braecher, Tobias Fischer, Burkard Hillebrands, 佐藤琢哉
    • Organizer
      第123回日本物理学会九州支部例会
  • [Presentation] 磁性体におけるラマン散乱2017

    • Author(s)
      吉瀬みのり, 徐維宏, 土田孝三, 佐藤琢哉
    • Organizer
      第123回日本物理学会九州支部例会
  • [Presentation] Exploring the dynamics of magneto-optical interactions in rare-earth doped garnets by multi-dimensional THz spectroscopy2017

    • Author(s)
      S. Pal, T. Satoh, and M. Fiebig
    • Organizer
      International Symposium on Integrated Functionalities (ISIF)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 九州大学 光物性研究室

    • URL

      https://ocmp.phys.kyushu-u.ac.jp/

  • [Remarks] 九州大学-研究者情報 [佐藤 琢哉 (准教授) 理学研究院 物理学部門]

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K005499/index.html

  • [Remarks] 佐藤 琢哉 - 研究者 - researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0067805/

  • [Remarks] Takuya Satoh (0000-0001-6270-0617) - ORCID

    • URL

      http://orcid.org/0000-0001-6270-0617

  • [Remarks] Takuya Satoh B-2564-2010 - ResearcherID.com

    • URL

      http://www.researcherid.com/rid/B-2564-2010

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-09-01  

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