2015 Fiscal Year Annual Research Report
マグノニクスのための超短磁場パルス発生によるスピン波励起
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25390057
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
長島 健 摂南大学, 理工学部, 准教授 (60332748)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | テラヘルツ分光 / スピン波 / 光パルス / 反強磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TGGにおける光励起磁場パルスを利用して強磁性体であるイットリウム鉄ガーネット膜のスピン波励起を試みた．
塗布法によりTGG及びGGG基板上のYIG膜を作製した．基板上に滴下し，YIG前駆体を溶解した溶液をスピンコーターにより基板上に塗布した．その後，電気炉で700℃（空気中）で2時間焼成した．これを10回繰り返し，厚さ0.5 μm程度の膜を得た．
YIGでは周波数が5 ~ 7 GHz程度のスピン波励起が予想される．そこで昨年度構築した時間遅延ラインを1.6 mまで拡大したテラヘルツ波放射分光システムを用いる．これにより最大で5.3 nsの時間遅延が得られる．理論上は189 MHz以上のスピン波からの電磁波放射を検出できる．
作製した試料に光パルス（パルス幅130 fs程度）を入射角45度で照射しテラヘルツ波放射の検出を試みたが，測定ノイズ以上の信号は観測されなかった．測定は室温で実施した．光パルスを膜側及び基板側のそれぞれに照射した場合について調べたが，光パルスエネルギー200 μJ程度までではテラヘルツ波放射は検出されなかった．
検出ができなかった原因として，スピン波から磁気双極子放射によって放射される電磁波の電場強度はその周波数に比例するが，目的とする周波数がテラヘルツ帯よりも桁違いに低いため，電磁波強度が著しく小さくなっている可能性が考えられる．さらに，開発したシステムでは，放射された電磁波は放物面鏡により電気光学結晶に集光し，電磁波の電場成分により誘起された複屈折をプローブ光パルスにより検出する．周波数が5 GHzでは電磁波の波長は60 mmと非常に長いため，測定系の光学素子の大きさ（50 mm）では回折により集光されず，信号が検出できなかったことも要因と考えられる．
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