2018 Fiscal Year Research-status Report
Theoretical study of laser-driven ultrafast spintronics
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17K05513
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
佐藤 正寛 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (90425570)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / 非線形光学効果 / トポロジカル光波 / ベクトルビーム / フロケ理論 / スピン流整流 / シフトカレント / テラヘルツ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2018年度は、主に(1)フラストレート磁性体におけるスピンネマティック液体相におけるスピンゼーベック効果の研究、(2)ベクトルビームの磁性への応用、(3)フロケ理論の環境と結合する古典系への拡張、(4)新しい光誘起スピン流生成法(スピン流版太陽電池)の提案、(5)DC(または低周波数)強電場による磁性体の交換相互作用の制御方法の提案、などの研究に注力した。
2018年度内に論文として出版または受理されたのは(2)(4)の成果であるが、それ以外の成果もすべて論文としてまとめ、現在投稿中であり、研究は順調に進展している。
以下では、本研究課題の中心的成果の1つである(2)について解説する。光渦とベクトルビームはトポロジカルな波面構造を持つ電磁波(トポロジカル光波)の代表例であるが、ベクトルビームは光渦ほど物性分野で認知されておらず、その応用方法が未開拓な状況である。この背景から、我々はベクトルビームの応用法を理論的に探索した。ベクトルビームの大きな特徴は、それを集光した際に狭い集光領域において純粋なAC電場又はAC磁場が実現することである。特にテラヘルツ以上の高周波数領域で電場を伴わないAC磁場をベクトルビーム以外の方法で生み出すことは困難である。そこで、この高周波数AC磁場を用いて、我々は金属磁性体における新しい光学的フェルミ面測定方法を提案した。汎用性のある既存のフェルミ面測定法では、低温金属に強い静磁場を印加し、その結果帯磁率や電気伝導度が磁場の関数として振動することから、フェルミ面の情報を読み取る。しかし、金属が磁気秩序を持つと外部磁場により秩序が変化してしまう為、この磁気振動の方法は有効ではない。我々の方法は、この困難を克服し、複雑な磁気秩序を持つ金属磁性体のフェルミ面を磁気秩序を破壊しないままで測定する方法を提供するものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
優秀な研究者や大学院生との共同研究が進んだため、当初の予定より、量的にも質的にも優れた研究成果を得られた。
2018年度当初に進展させることを予定していた研究のいくつか(レーザー照射下の磁性体における磁気共鳴の研究、や磁性体における多光子吸収の研究など)については、成果は蓄積しつつも、論文出版までは辿り着けていない。しかしながら、これを補うほどの別の成果(研究実績欄(2)(4)など)を得られており、順調にレーザー駆動スピントロニクスの理論研究が進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進んでいるものの、論文投稿中の成果が多い。2019年度が最終年度であることから、研究に注力しながら、成果ができるだけ速やかに論文として出版されるように努める。
基本的には、2018年度と同様の方針で研究を進めることで、確実に成果を得らえると予想している。
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| Causes of Carryover |
有料雑誌の複数の研究成果を論文として投稿中であり、論文がいつ受理されるかを予測するのが難しい。これらが2018年度中に出版されるよう努めたが、残念ながら2019年度に持ち越しとなった。したがって、2018年度に論文投稿料として使用する見込みがあった金額を2019年度に繰り越すこととなった。
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Research Products
(9 results)
