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エレクトロマグノンによるテラヘルツスピントロニクス

研究課題

研究課題/領域番号 17K19050
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 応用物理物性およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

高橋 陽太郎  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30631676)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード光物性 / マルチフェロイクス / テラヘルツ分光 / 磁性体 / マルチフェロイック
研究成果の概要

本研究ではエレクトロマグノンと呼ばれる巨大磁気共鳴を介した新しいスピン流生成の手法を開拓する。テラヘルツ帯のエレクトロマグノンを共鳴をするための高強度テラヘルツ光源の構築を行い、繰り返しが1 kHzの光源で平均パワーで 1.8 mW、中心周波数が0.6 THzのテラヘルツ光を得た。一方、強いエレクトロマグノン共鳴を持ち、かつ室温でも使用可能な材料の探索を行い、マルチフェロイクス材料のひとつであるヘキサフェライトを用いたスピン流検出のためのデバイス作成を行った。テラヘルツ照射下でのスピン流生成を示す信号を、逆スピンホール効果により検出することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スピン流は物質中の新しい流れとして応用も含めた広い観点から大きな注目を集めている。通常、マグノンスピンポンピングではマイクロ波によるスピン波励起が用いられるが、本研究では光の電場に応答するエレクトロマグノン励起を利用してテラヘルツ帯の光を用いてスピン流生成を実現させることを目的とした。強力な光源を得ることが難しいテラヘルツ帯で、巨大なエレクトロマグノン共鳴を持つ物質の見出すことに成功し、その材料を用いてテラヘルツ光によって生成されたスピン流観測に成功した。本研究で実現したスピン流観測法の確立は、有効な光学デバイスの少ないテラヘルツ帯での光機能開拓への展開が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electromagnon resonance at room temperature with gigantic magnetochromism2018

    • 著者名/発表者名
      H. Shishikura, Y. Tokunaga, Y. Takahashi, R. Masuda, Y. Taguchi, Y. Kaneko, and Y. Tokura
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW APPLIED

      巻: 9 号: 4 ページ: 044033-044033

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.9.044033

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromagnon resonance at room temperature with gigantic magnetochromism2018

    • 著者名/発表者名
      H. Shishikura, Y. Tokunaga, Y. Takahashi, R. Masuda, Y. Taguchi, Y. Kaneko, and Y. Tokura
    • 雑誌名

      Physical Review Applied (2018)(accepted)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optical magnetoelectric effect with electromagnon resonance on multiferroics2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi
    • 学会等名
      LEES 2018, June 24, 2018(Ancone, Italy)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マルチフェロイクス のエレクトロマグノン共鳴におけるコヒーレント分極変調2018

    • 著者名/発表者名
      井口照悟, 金子良夫, 増田亮二, 肉倉洋恵, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会、同志社大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz magnetoelectric optics with electromagnons on helical magnets2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi
    • 学会等名
      Workshop Optomagnonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Y型ヘキサフェライトBa2Mg2Fe12O22のエレクトロマグノンにおける巨大ファラデー効果2017

    • 著者名/発表者名
      肉倉洋恵, 石渡晋太郎, 田口康二郎, 増田亮二, 十倉好紀, 高橋陽太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Terahertz Faraday effect on electromagnon resonance in Y-type hexaferrite Ba2Mg2Fe12O222017

    • 著者名/発表者名
      Hiroe Shishikura, Shintaro Ishiwata, Yasujro Taguchi, Ryoji Masuda, Yoshinori Tokura, Youtarou Takahashi
    • 学会等名
      The 9th APCTP Workshop on Multiferroics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 高橋研究室ホームページ

    • URL

      http://www.qpec.t.u-tokyo.ac.jp/takahashi_lab/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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