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本研究において申請者は、テラヘルツ波を用いた低次元系の物性制御技術の開発を試みた。昨年度まででテラヘルツ波の空間モードや偏光状態を詳細に調べる新たな手法を確立できたので、本年度は実際に発生させたテラヘルツ波を用いて磁性体の磁化を制御する実験を行った。
制御する磁性体としては、マルチフェロイクスと呼ばれる磁性体の内部で磁化と分極が相互作用してる物質を選んだ。このような物質の特定の面方位に平行な向きに偏光したテラヘルツ波を照射した場合、テラヘルツ波の有する振動電場により磁性体内部の分極が変調され、それと相互作用している磁化もテラヘルツ波により制御できると期待できる。
実際の実験系としては、フェムト秒の超短パルスレーザーを非線形光学結晶に照射し光整流効果により発生させたテラヘルツパルス波を磁性体に照射した。磁化の変化は超短パルスレーザーの一部をプローブ光として用い、磁気光学効果によりレーザーの光量と偏光状態の変化を見ることで観測した。
実験の結果として非常に微弱ながら、プローブ光の光量の変化を測定することに成功したが、同一の磁性体に直流電場を印加した場合に予想される値と比べて非常に小さく、実験条件を精査する必要がある。
磁性体の磁化の高速制御は磁気記録デバイスや磁気センサーなどの高速動作を実現する際に重要になってくると考えられるが、本研究で行ったテラヘルツ電場による磁性体の磁化制御技術の開発はそれらの進歩に貢献するものだと思われる。
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