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高い時空間分解能を持つ超音波計測法と微細加工技術を融合した磁性ナノデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17J07186
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用物理学一般
研究機関京都大学

研究代表者

長久保 白  京都大学, 化学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードスピントロニクス / 時間分解磁気光学Kerr効果 / フォノン / マグノン / 磁壁 / ナノワイヤ
研究実績の概要

本研究ではフェムト秒パルスレーザーを用いた超高速ポンププローブ計測法と電子線リソグラフィを用いたナノメートルオーダーの微細加工技術を組み合わせ、フォノン(超音波)による磁壁の移動現象の実験的解明を目指して研究を行った。電子線リソグラフィを用いることで独自に提案した形状のデバイスを作製し、ナノワイヤの方端部にポンプ光を照射して超音波を励起し、もう一端まで伝播してきた超音波をプローブ光の反射率変化を通して検出することに成功した。その計測の結果、ナノワイヤ中を伝わる2つの現象を発見した。1つはポンプ光の照射後、100 ps以内に数ミクロンの距離を伝播するパルス的な応答である。もう1つは1000 ps以上経ってから数ミクロンの距離を伝播してくる振動的な応答である。細線の材料や寸法を変えるとパルス応答の振幅や、振動の周波数や伝播時間にも変化が現れた。これらは細線中を伝わる電子や超音波の応答を捉えていると考えられ、今後これを用いることで磁壁の移動現象の実験へとつなげることが可能となった。
また光学系を改築し、磁気光学Kerr効果をピコ秒オーダーにおいてとらえることで磁化の超高速動的挙動も観測することができるようになった。本研究で構築した光学系では、検出光の分離方法を変えるだけで同一の励起条件下における磁化の応答と超音波の応答をそれぞれ独立に計測できる。これにより超音波の挙動と磁壁・磁化振動の挙動を時間領域において計測できるようになり、これらの相互作用を解明することができるようになった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Theoretical study on elastic properties of Si2N2O by ab-initio calculation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Tsuboi, K. Adachi, A. Nagakubo, and H. Ogi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phonon anharmonicity in zirconium tungstate single crystal investigated by broadband light scattering2017

    • 著者名/発表者名
      Oishi Eiichi、Fujii Yasuhiro、Katayama Daisuke、Koreeda Akitoshi、Nagakubo Akira、Ogi Hirotsugu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 10S ページ: 10PB06-10PB06

    • DOI

      10.7567/jjap.56.10pb06

    • NAID

      210000148353

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Elastic constant of alpha and beta tungsten films studied by picosecond ultrasonics2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Nagakubo, Lee Henu Tae, Yoshio Ueda, Hirotsugu Ogi, Takahiro Moriyama, and Teruo Ono
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Guide wave excitation and detection in a single nanowire2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Nagakubo, Takuya Taniguchi, Hirotsugu Ogi, and Teruo Ono
    • 学会等名
      2017 International Congress on Ultrasonics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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