2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study of light-induced magnetic reversal of thin films by time-resolved x-ray magnetic circular dichroism measurement
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17K14334
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
平田 靖透 東京大学, 物性研究所, 助教 (50750692)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 薄膜磁性 / 磁化反転 / 光誘起相転移 / X線自由電子レーザー / X線磁気円二色性 / X線磁気光学カー効果 / ポンプ・プローブ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年目覚ましい発見を遂げるスピントロニクスの一環として、円偏光した光の照射で物質の磁性を制御する全光ヘリシティ依存スイッチング(AO-HDS)が注目を集めている。これまでGd-Fe-Co系合金薄膜のようなフェリ磁性垂直磁化膜がAO-HDSの生じる系として知られていたが、最近Co-Pt超格子薄膜やFe-Ptを含む薄膜などの強磁性垂直磁化膜においてもAO-HDSが起こることが発見された。本研究では強磁性垂直磁化膜の磁性ダイナミクスを解明することにより、AO-HDSの起源に迫ることを目的とした。
これまでの研究では、まずX線自由電子レーザーSACLAの硬X線ビームラインBL3において、FePt L10薄膜に対してPt L3吸収端における時間分解X線磁気円二色性測定を行うことで、Ptの磁気モーメントの光照射に対する応答のダイナミクスを観測することに成功し、消磁の時間スケールが0.6 psであることを明らかにした。また近赤外光によるFePt L10薄膜の時間分解磁気光学カー効果測定を行うことで、Feの磁気モーメントの消磁時間が0.1 ps程度であることを明らかにし、Ptの消磁時間と大きく異なることを発見した。続いて、SACLAの極端紫外光ビームラインBL1において、Co-Pt系超格子薄膜に対してCo M端・Pt N端を利用した時間分解共鳴X線磁気光学カー効果測定を行い、CoとPtそれぞれの磁気モーメントの光照射に対する応答のダイナミクスを共通の手法で観測することに成功した。その結果、Coの消磁時間は0.08 psであるのに対し、Ptの消磁時間は0.64 psであることが明らかになり、FePt L10薄膜と同様の傾向の結果が得られた。磁性サイトによって消磁の時間スケールが異なる様子はAOHDSを起こすフェリ磁性体であるGd-Fe-Co系合金薄膜でも観測されており、異なる二つの時間スケールの存在が光照射による磁化反転に本質的に必要である可能性を示唆している。
最終年度においては、これらの結果を論文としてまとめ、投稿を行った。
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Research Products
(4 results)
