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強磁性半導体における光磁化の解明と制御

計画研究

研究領域スピン流の創出と制御
研究課題/領域番号 19048020
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京工業大学

研究代表者

宗片 比呂夫  東京工業大学, 像情報工学研究所, 教授 (60270922)

研究分担者 北本 仁孝  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (10272676)
菅原 聡  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (40282842)
橋本 佑介  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 研究員 (20400989)
連携研究者 北本 仁孝  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (10272676)
研究期間 (年度) 2007 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
43,000千円 (直接経費: 43,000千円)
2010年度: 9,600千円 (直接経費: 9,600千円)
2009年度: 10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
2008年度: 17,200千円 (直接経費: 17,200千円)
2007年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワードスピン依存光物性 / 強磁性半導体 / 光誘起磁化 / スピン光デバイス / 超高速現象 / キャリア誘起強磁性 / スピンダイナミクス / スピン流 / 光励起現象 / 磁化才差運動 / 金属・半導体ハイブリッド構造 / 分子線エピタキシー / スピン依存光学遷移 / スピン注入 / スピン依存性光学遷移 / スピン発光ダイオード / 端面発光 / 光励起磁性 / 磁気光学効果 / スピン波励起 / ジャイロ磁気効果
研究概要

電子系の光励起を経由した磁化の高速変調、および、スピンによる光の偏光制御、は将来性豊かな未踏研究領域である。本課題は、磁化に対する光励起効果の明確化、スピン流の関与の有無、他物質系への展開、新規スピン光デバイスの試作、を目標に掲げて行った研究である。報告書では、強磁性半導体における磁化の光誘起才差運動の非熱的な発現機構、複数の光パルスによる磁化のコヒーレント制御、才差運動の周波数制御、光によるスピン流発現、および、端面型スピン発光ダイオードの作製と評価に関する全体的な進展と突出した具体的成果を記す。

報告書

(6件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2011 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (22件) 図書 (3件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] MnSb-based spin LED with side-wall emission2011

    • 著者名/発表者名
      W.Terui, H.Munekata, T.Hanna, D.Yoshida
    • 雑誌名

      phys.stat.sol. c 8

      ページ: 396-398

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Preparation and characterization of MnSb-GaAs spin LED;J.Cryst.Growth (2010), published on-line (doi: 10.1016/j.jcrysgro.2010.11.146)2011

    • 著者名/発表者名
      T.Hanna, D.Yoshida, H.Munekata
    • 雑誌名

      J.Cryst. Growth 323

      ページ: 383-386

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] MnSb-based spin LED with side-wall emission2011

    • 著者名/発表者名
      W.Terui, H.Munekata, T.Hanna, D.Yoshida
    • 雑誌名

      phys.stat.sol.c

      巻: 8 ページ: 396-398

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-Induced Precession of Magnetization in Metal/(Ga, Mn)As Systems2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, K.Suda, J.Aoyama, D.Nakahara, H.Munekata
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Mag. 46

      ページ: 2470-2473

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] All-optical 90-degree switching of magnetization in a ferromagnetic Ga0.98Mn0.02As microbar2010

    • 著者名/発表者名
      J.Aoyama, S.Kobayashi, H.Munekata
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 107

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Photo-Induced Precession of Magnetization in (Ga,Mn)As Microbars2010

    • 著者名/発表者名
      K.Suda, S.Kobayashi, J.Aoyama, H.Munekata
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Mag. 46

      ページ: 2421-2423

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Preparation and characterization of MnSb-GaAs spin LED2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanna, D.Yoshida, H.Munekata
    • 雑誌名

      J.Cryst.Growth

      巻: doi:10.1016(on-line)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-Induced Precession of Magnetization in Metal/(Ga, Mn)As Systems2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, K.Suda, J.Aoyama, D.Nakahara, H.Munekata
    • 雑誌名

      IEEE Transaction of Magnetism

      巻: 46 ページ: 2470-2473

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of an effective anisotropy field involved in photo-induced precession of magnetization in (Ga,Mn)As2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, Y.Hashimoto, H.Munekata
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. 105

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Investigation of an effective anisotropy field involved in photo-induced precession of magnetization in (Ga, Mn)As2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, Y. Hashimoto, H. Munekata
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 105(のみ掲載)

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping a magnetization switching field in Ga_<0.98>Mn_<0.02>As microbars with a scanning laser magneto-optical microscope2009

    • 著者名/発表者名
      J.Aoyama, Y.Hashimoto, S.Kobayashi, H.Munekata
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 105

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of an effective anisotropy field involved in photo-induced precession of magnetization in(Ga,Mn)As2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, Y.Hashimoto, H.Munekata
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 105

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent manipulation of magnetization precession in ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As with successive optical pumping2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hashimoto, H.Munekata
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 93

      ページ: 2025061-2025063

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Photoinduced Precession of Magnetization in Ferromagnetic (Ga,Mn)As2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hashimoto, S.Kobayashi, H.Munekata
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 100

      ページ: 672021-672024

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Semiconductor Waveguide Optical Isolator Incorporating Ferromagnetic Epitaxial MnSb for Temperature Operation2008

    • 著者名/発表者名
      T. Amemiya, Y. Ogawa, H. Shimizu, H. Munekata, Y. Nakano
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express. 1(のみ掲載)

      ページ: 22002-22002

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Precession of Magnetization in Ferromagnetic (Ga, Mn)As2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hashimoto, S. Kobayashi, H. Munekata
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 100(のみ掲載)

      ページ: 672021-4

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femtosecond demagnetization and hot-hole relaxation in ferromagnetic Ga1-xMnxAs2008

    • 著者名/発表者名
      J. Wang, L. Cywinski, C. Sun, J. Kono, H. Munekata, L.J. Sham
    • 雑誌名

      Physical Review B 77(のみ掲載)

      ページ: 2353081-6

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent manipulation of magnetization precession in ferromagnetic semiconductor (Ga, Mn)As with successive optical pumping2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hashimoto, H. Munekata
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 93(のみ掲載)

      ページ: 2025061-3

    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Precession of Magnetization in Ferromagnetic (Ga, Mn)As2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hashimoto, S.Kobayashi, H.Munekata
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 100

      ページ: 0672021-4

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe mtosecond demagnetization and hot-hole relaxation in ferromagnetic Ga_<1-X> Mn_xAs2008

    • 著者名/発表者名
      J,.Wang, L.Cywinski, C.Sun, J.Kono, H.Munekata, L.J.Sham
    • 雑誌名

      Physical Review B 77

      ページ: 2353081-6

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent manipulation of magnetization precession in ferromagnetic semiconductor (Ga, Mn)As with successive optical pumping"2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Hashimoto, H.Munekata
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 93

      ページ: 2025061-3

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-induced precession of magnetization in ferromagnetic (Ga,Mn)As2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hashimoto, S. Kobayashi, H. Munekata
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 100

      ページ: 672021-4

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Field-induced suppression of magnetic damping in Fe/(Ga, Mn)As junctions2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, K.Suda, H.Munekata
    • 学会等名
      The 55th Conference on Magnetism of Magnetic Materials
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 年月日
      2010-11-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and characterization of MnSb-GaAs-based spin LEDs2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanna, D.Yoshida, H.Munekata
    • 学会等名
      16th Intern'l.Conf.Molecular Beam Epitaxy
    • 発表場所
      Germany, Berlin
    • 年月日
      2010-08-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Anomalous trend in oscillation damping in photo-induced precession in the Fe/(Ga, Mn)As system2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, K.Suda, J.Aoyama, D.Nakahara, H.Munekata
    • 学会等名
      6th Intern'l Conf.on the Physics and Applications of Spin Related Phenomena in Semiconductors
    • 発表場所
      日本、東京都
    • 年月日
      2010-08-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] MnSb-based spin LED with side-wall emission2010

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata, W.Terui, T.Hanna, D.Yoshida
    • 学会等名
      Intrn'l.Symp.Compound Semiconductors 2010
    • 発表場所
      日本、高松市
    • 年月日
      2010-05-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] All-Optical 90-deg. switching of magnetization in a ferromagnetic Ga_<0.98>Mn_<0.02>As microbar2010

    • 著者名/発表者名
      J.Aoyama, S.Kobayashi, H.Munekata
    • 学会等名
      11th Joint MMM-Intermag Conference
    • 発表場所
      Washington, DC, U.S.A
    • 年月日
      2010-01-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced precession of magnetization in metal/(Ga,Mn)As systems2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, K.Suda, J.Aoyama, D.Nakahara, H.Munekata
    • 学会等名
      11th Joint MMM-Intermag Conference
    • 発表場所
      Washington, DC, U.S.A
    • 年月日
      2010-01-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced precession of magnetization in(Ga,Mn)As microbars2010

    • 著者名/発表者名
      K.Suda, S.Kobayashi, J.Aoyama, H.Munekata
    • 学会等名
      11th Joint MMM-Intermag Conference
    • 発表場所
      Washington, DC, U.S.A
    • 年月日
      2010-01-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Photo-induced precession of magnetization in metal/(Ga,Mn)As systems (Invited)2010

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, H.Munekata
    • 学会等名
      11th Joint MMM-Intermag Conf.
    • 発表場所
      Washington DC.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Preparation and characterization of MnSb- GaAs-based spin LEDs2010

    • 著者名/発表者名
      T.Hanna, D.Yoshida, H.Munekata
    • 学会等名
      16th Intern'l.Conf.Molecular Beam Epitaxy
    • 発表場所
      Berlin.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 光とスピン-スピンフォトニクスと光メモリの可能性2009

    • 著者名/発表者名
      宗片比呂夫
    • 学会等名
      光エレクトロニクス第130委員会第268回研究会「最先端光メモリ技術」
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館、東京都新宿区
    • 年月日
      2009-09-03
    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [学会発表] Photo-induced precession of magnetization in ferromagnetic semiconductors2009

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 学会等名
      The 14th Intern'l Conf.on Narrow Gap Semiconductors and Systems
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2009-07-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Controlling photo-induced precession of magnetization in(Ga,Mn)As with adjacent metal layers2009

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, H.Munekata
    • 学会等名
      The fifth Intern'l School and Conference on Spintronics and Quantum Information Technology
    • 発表場所
      Krakow, Poland
    • 年月日
      2009-07-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] III-V DMS as spin-photonics materials2009

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 学会等名
      The fifth Intem'l School and Conference on Spintronics and Quantum Information Technology
    • 発表場所
      Krakow, Poland
    • 年月日
      2009-07-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A study of Photo-induced effects in ferromagnetic Semiconductors, and beyond2009

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 学会等名
      Magnetics and Optics Research Intern'l Symposium for New Storage Technology 2009
    • 発表場所
      Awaji Island, Hyogo, Japan
    • 年月日
      2009-06-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] MnSb-GaAs Spin-LEDの作製と評価2009

    • 著者名/発表者名
      照井亘瑠, 半那拓, 宗片比呂夫
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大(茨城県)
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] III-V DMS as spin-photonics materials (Invited)2009

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata
    • 学会等名
      The fifth Intern'l School and Conf.on Spintronics and Quantum Information Technology
    • 発表場所
      Krakow.
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] MnSb-GaAs Spin-LEDの作製と評価2009

    • 著者名/発表者名
      照井亘瑠、半那拓、宗片比呂夫
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大
    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [学会発表] Observation of Out-of-Plane Spin Injection from MnSb/GaAs spin-LED"2008

    • 著者名/発表者名
      W.Terui, H.Munekata
    • 学会等名
      The 2008 Intern'l Conf.on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 面内磁化膜MnSbからスピンLEDへの面直スピン成分の注入2008

    • 著者名/発表者名
      照井亘瑠、宗片比呂夫
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学学術講演会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県)
    • 年月日
      2008-09-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Spin transport across depletion region and energy barriers in GaAs -AlGaAs heterostructures2008

    • 著者名/発表者名
      H.Munekata, J.Hayafuji, Y.Gyoda, M.Yarimizu, W.Terui, S.Sugahara
    • 学会等名
      5th Intern'l Conf.on Physics and Applications of Spin-related Phenomena in Semiconductors
    • 発表場所
      Foz do Iguasu, Parana Brazil
    • 年月日
      2008-08-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] All optical FMR of ferromagnetic (Ga,Mn)As with various Mn contents2008

    • 著者名/発表者名
      S.Kobayashi, Y.Hashimoto, H.Mune- kata
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      New Orleans.
    • 年月日
      2008-03-12
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Light induced Magnetism in Magnetic Semiconductors (Invited)2007

    • 著者名/発表者名
      H. Munekata
    • 学会等名
      MORIS 2001 Workshop on Thermal and Optical Magnetic Materials and Devices
    • 発表場所
      Pittsburg, PA, USA
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] (スピントロニクスの基礎と材料・応用技術の最前線)(第10章:磁性半導体における光誘起効果)(11))(高梨弘毅)2009

    • 著者名/発表者名
      宗片比呂夫
    • 総ページ数
      421
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] スピントロニクスの基礎と材料・応用技術の最前線、第10章:磁性半導体における光誘起効果(監修:高梨弘毅)2009

    • 著者名/発表者名
      宗片比呂夫
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2009 自己評価報告書
  • [図書] スピントロニクスの基礎と材料・応用技術の最前線(監修:高梨弘毅, 第10章:磁性半導体における光誘起効果、11ページ)2009

    • 著者名/発表者名
      宗片比呂夫
    • 総ページ数
      421
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考] 発表論文全データはホームページ参照

    • URL

      http://www.isl.titech.ac.jp/~munelab/

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.isl.titech.ac.jp/~munelab/

    • 関連する報告書
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      http://www.isl.titech.ac.jp/~munelab/

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      2009 実績報告書
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    • URL

      http://www.isl.titech.ac.jp/~munelab/

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      2008 実績報告書
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      http://wvvw.is1.titech.ac.jp/~munelab/

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      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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