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スピン偏極電子のテラヘルツ波応答に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17686007
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関大阪大学

研究代表者

長島 健  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 助教 (60332748)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)
2007年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2006年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2005年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
キーワードテラヘルツ / 赤外材料・素子 / 光物性 / スピントロニクス / スピン / 反強磁性 / 半導体 / 磁場
研究概要

反強磁性体中では電子スピンが互いに逆向きに配列している.昨年度,反強磁性体への高強度光パルス照射によりテラヘルツ波パルスの放射を確認した.電子スピンの応答は通常高速でないと考えられているが,マクロな磁化のない反強磁性体ではサブピコ秒程度の高速な応答を示す可能性を示唆する.本年度は放射機構を議論するため,フェムト秒レーザー照射反強磁性体(酸化ニッケル)からのテラヘルツ波放射特性について詳細に調べた.テラヘルツ放射特性の試料温度依存性(反強磁性転移温度523 K以上まで変化)励起レーザー強度及び偏光依存性を測定した.その結果,温度の上昇とともにテラヘルツ波強度は減少するが,反強磁性転移温度以上の常磁性相でもテラヘルツ波放射が存在することがわかった.またテラヘルツ波放射波形には反強磁性共鳴周波数に対応する振動が観測された.その振動周期は励起光パルスに依存することを見いだした.これはNiOからの光ポンプ-テラヘルツプローブ分光の測定結果とも一致しており,光励起によって反強磁性秩序が擾乱されていることを示している.さらにテラヘルツ波強度の結晶方位(角度θ)依存性を調べた結果,cos2θのパターンを示した.(なお用いたNi0は双晶であり,特に熱処理はしていないためドメインの大きさはレーザースポット径よりも十分に小さい.)上記の結果を検討した結果,テラヘルツ波放射機構としてNiイオン3d電子のd-d遷移が関与した2次非線形光学効果によるものが考えられる.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Development of a Cryogen-Free Terahertz Time-Domain Magnetooptical Measurement System2007

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Sumikura, Takeshi Nagashima, Hideaki Kitahara, and Masanori Hangyo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 46

      ページ: 1739-1744

    • NAID

      10018901572

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 機械式冷凍機を用いた分光測定における雑音除去2006

    • 著者名/発表者名
      長島 健, 角倉 久史
    • 雑誌名

      分光研究 55

      ページ: 331-333

    • NAID

      10018105962

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 表面金属グレーティングを有するInAs表面からの準単色テラヘルツ電磁波放射2006

    • 著者名/発表者名
      内田 浩司, 長島 健, 谷 正彦, 萩行 正憲
    • 雑誌名

      日本赤外線学会誌 15

      ページ: 84-90

    • NAID

      10017580693

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Terahertz Time-Domain Spectroscopy of Solids2005

    • 著者名/発表者名
      M.Hangyo, M.Tani, T.Nagashima
    • 雑誌名

      International Journal of Infrared and Millimeter Waves 26

      ページ: 1661-1661

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [産業財産権] 光学測定の雑音除去方法2006

    • 発明者名
      長島 健 他2名
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2005-059646
    • 出願年月日
      2006-03-06
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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