| 研究課題/領域番号 |
20K04599
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
北原 英明 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 特命助教 (20397649)
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| 研究分担者 |
谷 正彦 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (00346181)
郭 其新 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 教授 (60243995)
中嶋 誠 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (40361662)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | スピントロニクスエミッタ / テラヘルツ時間領域分光法 / スピントロニクス / スピントロニックエミッタ / テラヘルツ分光 / テラヘルツ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
磁性金属と非磁性金属のヘテロ構造(スピントロニック素子)をフェムト秒レーザーで光励起することで誘起される超高速のスピン流を起源とするテラヘルツ(THz)放射は、超広帯域特性や広い励起波長で利用可能なことから、新しいTHz波放射機構として注目を集めている。しかし、その励起パワー当たりの放射効率が低いため、実用的なTHz波放射素子として利用されるまでには至っていない。本研究では、さらにアンテナ構造の導入により、通信波長帯の1560 nmにおいてスピントロニック素子の励起レーザーパワーあたりの放射効率を現在よりも１桁以上向上させることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
スピントロニクス素子の放射及び検出効率の改善を目的として、(a)アンテナ構造電極の付加による放射効率の改善、及び(b)交流磁場バイアスの導入による検出効率の改善を行い全体で一桁以上のダイナミックレンジ向上を試みた。矩形型ダイポールアンテナの構造と電磁石コイルの導入によりアンテナ構造の無いスピントロニクス素子と比較して夫々8倍と2倍の放射検出効率の改善を達成した。両者を組み合わせた場合には16倍の効率となり、目標である10倍以上の効率改善を達成した。また、上記成果を利用し(b)で開発したアンテナモジュールを用いて素子の磁場飽和特性の決定や自由に偏光方向を変えられる放射器の開発も行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義としては交流磁場バイアスを使用し、小さな磁場領域に於ける磁場放射特性を計測することで2mTでほぼ飽和するという磁場飽和特性を計測したことにある。
社会的意義としては他の方法と比較して放射パワーが小さいスピントロニクス素子の放射パワーを他の方法に近づけたことにより、ダイナミックレンジが4.5桁と改善し本素子を実使用可能なレベルへ改良することに成功した。
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