時間分解X線測定で追究するレーザー励起磁化反転

• 研究課題/領域番号: 16K17722
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 和達 大樹 東京大学, 物性研究所, 准教授 (00579972)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 磁化反転 / レーザー / X線 / X線自由電子レーザー / SACLA / 強磁性 / 薄膜 / 合金 / 酸化物 / ペロブスカイト / シンクロトロン / ダブルペロブスカイト / 磁性 / 強相関電子系 / Ｘ線 / 表面・界面物性 / 物性実験

研究成果の概要

我々はレーザーによる強磁性体の磁化反転機構の解明を試みた。実験手法として、シンクロトロン放射X線とX線自由電子レーザー(XFEL)による時間分解型のX線分光を用いた。主に測定したのはX線磁気円二色性(XMCD)である。日本のXFEL施設SACLAのビームラインBL3での時間分解XMCD測定を行った。800 nmのチタンサファイアレーザーをポンプ光として室温強磁性体の合金薄膜FePtに照射し、PtのL端での時間分解XMCD測定に成功した。磁化の消える時間スケールが1ps程度であり、Feサイトより長いことが分かった。このような元素別のスピンダイナミクスは時間分解XMCDで初めて明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Thickness dependence and dimensionality effects on charge and magnetic orderings in La1/3Sr2/3FeO3 thin films (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, Y. Hirata, M. Horio, Y. Yokoyama, K. Takubo, M. Minohara, H. Kumigashira, Y. Yamasaki, H. Nakao, Y. Murakami, A. Fujimori, and H. Wadati
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 97 号: 7 ページ: 75134-75134
  • DOI: 10.1103/physrevb.97.075134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Capturing ultrafast magnetic dynamics by time-resolved soft x-ray magnetic circular dichroism (2017)
  • 著者名/発表者名: Kou Takubo, Kohei Yamamoto, Yasuyuki Hirata, Yuichi Yokoyama, Yuya Kubota, Shingo Yamamoto, Susumu Yamamoto, Iwao Matsuda, Shik Shin, Takeshi Seki, Koki Takanashi, and Hiroki Wadati
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: １１０ 号: 16
  • DOI: 10.1063/1.4981769
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 時間分解磁気円二色性でみたCo/Pt多層膜の光誘起磁化変化のレーザー偏光依存性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本航平, 田久保耕, 平田靖透, 横山優一, 山本達, 松田巌, 辛埴, 関剛斎, 高梨弘毅, 和達大樹
  • 学会等名: 第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] Pt L端時間分解X線磁気円二色性測定でみるFePt薄膜の磁化ダイナミクス (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本 航平、久保田 雄也、平田 靖透、田久保 耕、上村 洋平、田中 健太、西村 渉、大河内 拓雄、鈴木 基寛、片山 哲夫、富樫 格、玉作 賢治、矢橋 牧名、田中 義人、関 剛斎、高梨 弘毅、和達 大樹
  • 学会等名: 2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] 時間分解共鳴軟X線回折で見るLa1/3Sr2/3FeO3の磁気秩序の光誘起変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本航平, 簔原誠人, Niko Pontius, 平田靖透, 横山優一, 深谷亮, 田端千紘, 山崎裕一, Christian Schssler-Langeheine, 組頭広志, 和達大樹
  • 学会等名: 日本物理学会 第73回年次大会
• [学会発表] Observing novel electronic states in transition-metal compounds by soft x-ray (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Wadati
  • 学会等名: Emergent Condensed-Matter Physics 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] FePtPd薄膜の時間分解磁気円二色性測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本航平, 平田靖透, 田久保耕, 横山優一, 山本達, 大河内拓雄, 木下豊彦, 関剛斎, 高梨弘毅, 辛埴, 松田巌, 和達大樹
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸芸術センター (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] FePtPd薄膜の時間分解磁気円二色性測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本航平, 平田靖透, 田久保耕, 横山優一, 山本達, 大河内拓雄, 木 下豊彦, 関剛斎, 高梨弘毅, 辛埴, 松田巌, 和達大樹
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] 共鳴軟X線散乱で見た遷移金属酸化物の新しい磁気秩序 (2017)
  • 著者名/発表者名: 和達大樹
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Time-resolved x-ray magnetic circular dichroism measurements of Fe(Pt,Pd) thin films (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本 航平、田久保 耕、平田 靖透、横山 優一、山本 達,、大河内 拓雄、木下 豊彦、関 剛斎、高梨 弘毅、辛 埴、松田 巌、和達 大樹
  • 学会等名: 2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] レーザー励起磁化反転観測のための時間分解X線磁気円二色性装置開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 和達 大樹、山本 航平、田久保 耕、平田 靖透、横山 優一、山本 達、大河内 拓雄、木下 豊彦、関 剛斎、高梨 弘毅、辛 埴、松田 巌
  • 学会等名: 2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] Kerr顕微鏡・X線磁気円二色性で見る垂直磁化Co/Pt薄膜 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本航平, 山本真吾, 大河内拓雄, 平田靖透, 横山優一, 田久保耕, 松田巌, 関剛斎, 木下豊彦, 高梨弘毅, 和達大樹
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
• [学会発表] 時間分解磁気円二色性で見るCo/Pt多層膜の光誘起磁化変化のレーザー偏光依存性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本航平, 田久保耕, 平田靖透, 横山優一, 山本達, 松田巌, 辛埴, 関剛斎, 高梨弘毅, 和達大樹
  • 学会等名: 日本物理学会 2017年秋季大会
• [学会発表] 時間分解磁気円二色性でみたCo/Pt多層膜の光誘起磁化変化のレーザー偏光依存性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 和達大樹, 山本航平, 田久保耕, 平田靖透, 横山優一, 山本達, 松田巌, 辛埴, 関剛斎, 高梨弘毅
  • 学会等名: 第78回 応用物理学会 秋季学術講演会
• [学会発表] Ultrafast magnetic dynamics revealed by time-resolved x-ray measurements (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Wadati
  • 学会等名: XXVI International Materials Research Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ultrafast spin dynamics studied by time-resolved soft x-ray measurements (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Wadati
  • 学会等名: EMN Meeting On Ultrafast
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ultrafast Magnetic Dynamics Studied by Time-Resolved Soft X-Ray Diffraction and Absorption (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Wadati
  • 学会等名: BIT's 7th Annual World Congress of Nano-S&T
  • 国際学会
• [学会発表] Time-resolved x-ray scattering and its application to magnetism (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Wadati
  • 学会等名: Current trends in Optical and X-Ray metrologies of key enabling nanomaterials/devices for the Ubiquitous Society, renewable energy and health
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ultrafast dynamics of transition-metal-compound thin films studied by time-resolved x-ray diffraction (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Wadati
  • 学会等名: BIT's 6th Annual World Congress of Nano-S&T 2016
  • 発表場所: Holiday Inn Singapore Atrium (Singapore)
  • 年月日: 2016-10-26
  • 国際学会
• [学会発表] 垂直磁化膜Fe(Pt,Pd)の硬X線光電子分光と軟X線磁気円二色性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本航平, 田久保耕, 堀尾眞史, 横山優一, 山本真吾, 久保田雄也, 松田巌, 平田靖透, 関剛斎, 池永英司, 高梨弘毅, 藤森淳, 尾崎泰助, 和達大樹
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス (石川県金沢市)
  • 年月日: 2016-09-13
• [備考] 【プレスリリース】スピンの超高速ダイナミクスを放射光で観測
  • URL: http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/cgi-bin/n1004_detail.cgi?c=information_table::484