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2015 年度 実績報告書

逆磁気光学効果による磁化のベクトル制御と磁気相転移の検証

研究課題

研究課題/領域番号 15H05454
研究機関九州大学

研究代表者

佐藤 琢哉  九州大学, 大学院理学研究院, 准教授 (40451885)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード磁気光学 / スピンダイナミクス
研究実績の概要

本研究は、偏光制御された超短光パルスを磁性体に照射することで、逆ファラデー効果、逆コットン・ムートン効果などの逆磁気光学効果によって、より高い自由度で超高速にコヒーレント磁化制御することを目的とする。本年度は、フェムト秒パルスレーザーを用いたポンプ・プローブ磁気光学測定装置を構築した。特に、繰り返し周波数1 kHzのプローブパルス毎の強度揺らぎを高精度で測定し、短周期揺らぎと長周期揺らぎのそれぞれに対する統計処理を行うために、高周波数対応・高分解能を有するデータ収録デバイス(DAQ)を用いた測定システムを構築した。その結果、従来のボックスカー積分器を用いた測定システムと比較して、より高精度なポンプ・プローブ測定装置の開発に成功した。また、光源側と測定側の空気ばね式の除振台を2台ボルト連結することで、建物の揺れが比較的大きい状況であっても、揺れを無視できるような環境を実現した。さらに、レーザー光源の安定性を向上させるために、温度・湿度・ほこり・風の対策を施し、安定性向上を評価した。こうして、今後の研究の展開において非常に重要な測定環境の整備を完了した。
一方、ターゲット試料に関しては、調達、切り出し、整形、基礎物性の評価を終えた。測定が可能な条件出し(光源の波長、偏光、試料の方位)を行っている。来年度以降は、ターゲットとなる試料を用いて、磁化のベクトル制御と磁気相転移の検証に取り組む予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実験室の移転(九州大学箱崎キャンパス→伊都キャンパス)を行ったため、移転後の実験室立ち上げに時間を要したが、研究計画において織り込み済みである。研究はおおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

今後は、関連研究者と密接に連携しながら、研究を推進していく予定である。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Non-thermal optical excitation of terahertz-spin precession in a magneto-optical insulator2016

    • 著者名/発表者名
      S. Parchenko, T. Satoh, I. Yoshimine, F. Stobiecki, A. Maziewski, and A. Stupakiewicz
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 108 ページ: 032404-1-5

    • DOI

      10.1063/1.4940241

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 逆ファラデー効果を用いた超高速スピン制御2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢哉
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 85 ページ: 9-14

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光を用いたスピン波生成・検出技術2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢哉
    • 雑誌名

      まぐね

      巻: 10 ページ: 307-315

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 逆磁気光学効果を用いた偏光―磁化振動の3次元転写2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢哉
    • 雑誌名

      日本物理学会誌

      巻: 70 ページ: 840-844

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 直線・円偏光パルスを用いたマグノンのコヒーレント制御2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢哉
    • 学会等名
      東京大学物性研究所短期研究会「量子物質研究の最前線」
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 光で誘起したスピン波の伝播シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      姫野滉盛, 吉峯功, 佐藤琢哉
    • 学会等名
      第121回日本物理学会九州支部例会
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2015-12-05 – 2015-12-05
  • [学会発表] Magnetization Dynamics and Optical Control of Antiferromagnets2015

    • 著者名/発表者名
      T. Satoh
    • 学会等名
      第20回スピン工学の基礎と応用(PASPS-20)
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Laser-Induced Antiferromagnetic-Paramagnetic Transition in a Complex Multi-Sublattice CuB2O42015

    • 著者名/発表者名
      A. M. Kalashnikova, K. Imasaka, R. V. Pisarev, L. N. Bezmaternykh, T. Shimura, and T. Satoh
    • 学会等名
      Magnetics and Optics Research International Symposium (MORIS) 2015
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2015-11-29 – 2015-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Unidirectional control of spin wave generated by light pulses using interference2015

    • 著者名/発表者名
      I. Yoshimine, Y. Tanaka, T. Satoh, and T. Shimura
    • 学会等名
      Magnetics and Optics Research International Symposium (MORIS) 2015
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2015-11-29 – 2015-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] One to One Mapping of Optical Polarization to Magnetic Oscillations in Hexagonal YMnO32015

    • 著者名/発表者名
      T. Satoh, R. Iida, T. Higuchi, M. Fiebig, and T. Shimura
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Frontiers in Materials Science (FMS2015)
    • 発表場所
      Waseda University
    • 年月日
      2015-11-19 – 2015-11-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical control of antiferromagnetism2015

    • 著者名/発表者名
      T. Satoh
    • 学会等名
      International Workshop : Spintronics with Antiferromagnets (32nd Reimei Workshop on Frontiers of Condensed Matter Physics)
    • 発表場所
      Tohoku University
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-thermal ultrafast light excitation of exchange resonance in multisublattice rare-earth Bi-doped iron garnets2015

    • 著者名/発表者名
      S. Parchenko, T. Satoh, A. Maziewski, and A. Stupakiewicz
    • 学会等名
      Ultrafast Magnetism Conference (UMC) 2015
    • 発表場所
      Nijmegen, the Netherlands
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Asymmetric propagation of spin wave generated by light pulses2015

    • 著者名/発表者名
      I. Yoshimine, Y. Tanaka, T. Satoh, T. Shimura
    • 学会等名
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] 反強磁性体における逆磁気光学効果~超高速磁化制御に向けて~2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤琢哉
    • 学会等名
      7 第25回日本磁気学会光機能性デバイス・材料専門研究会 「磁気光学材料と効果を用いた評価・デバイスへの応用」
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-07-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Antiferromagnetic writing and reading of an optical polarization state2015

    • 著者名/発表者名
      T. Satoh, R. Iida, T. Higuchi, M. Fiebig, and T. Shimura
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism (ICM)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser-induced ultrafast magnetization dynamic in RE-TM garnets2015

    • 著者名/発表者名
      S. Parchenko, I. Yoshimine, T. Satoh, A. Maziewski, and A. Stupakiewicz
    • 学会等名
      20th International Conference on Magnetism (ICM)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • 国際学会
  • [備考] 九州大学 光物性研究室

    • URL

      https://ocmp.phys.kyushu-u.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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