| 研究概要 |
強磁性体スピン波系に対して,高電力マイクロ波による非線形励起(パラメトリック励起)を行うと,特定の波数を持ったマグノンのみが強く励起されて増大するため,マグノン非平衡状態を作り出すことが出来る.これらのマグノンが直接に,あるいは,マグノン散乱過程により別の周波数のマグノンとなり間接に,マイクロ波を放射する.すなわち放射緩和が起こることが期待される.したがってマグノン系からのマイクロ波放射を検出することにより,マグノン間相互作用あるいはマグノン凝縮状態に関するデータが得られると期待される.
非平衡マグノンはマイクロ波共振器内に置かれたフェリ磁性体YIG(イットリウム・鉄・ガーネット)内に励起されるが,このマグノンという非線形振動子はマイクロ波フォトンと非線型結合してマグノン-フォトン非線形結合共振モードが出現する.この結合モードの特性を実験・理論の両面から解明した.実験は高電力マイクロ波により共振モードを作り出し,そこへ弱い第二のマイクロ波を加えてその周波数をスウィープしながら共振モードを観測した.
放射マイクロ波を検出する実験はYIGの球状単結晶の磁化容易軸である[111]軸方向および単結晶薄膜の膜面内([111]軸に垂直)に静磁場と9-16GHzマイクロ波磁場を加える平行励起法で行った.放射マイクロ波は試料の周りに巻いたピックアップコイルにより検出し,マイクロ波スペクトラムアナライザでそのパワースペクトラムを解析した.また放射マイクロ波強度が減衰する時間変化の測定からスピン波緩和時間を測定した
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