| 研究課題/領域番号 |
18H01859
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
長久保 白 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70751113)
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| 研究分担者 |
森山 貴広 京都大学, 化学研究所, 准教授 (50643326)
塩田 陽一 京都大学, 化学研究所, 助教 (70738070)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 反強磁性体 / フォノン / 共鳴 / 弾性定数 / 超音波 / スペクトロスコピー |
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| 研究実績の概要 |
本研究では反強磁性体の一種である酸化ニッケル（NiO）の磁化振動と音響振動の相互作用を解明するために以下2つの研究を行った。まず1つ目はNiOの音響特性の解明である。NiOは古くから知られており、単結晶基板などの入手も可能な材料であるにもかかわらず、その音響特性の根幹となる弾性定数は報告によって3倍程度も差があり未だに不明な点が多い。そこで本研究では単結晶バルク試料の共振周波数とその音響減衰を正確に計測することができる超音波共鳴スペクトロスコピー法を用いてNiOの弾性率・音響減衰を室温からNeel点を上回る600K以上に渡って計測した。その結果、せん断弾性定数はNeel点をまたぎ反強磁性結合を失う過程で200%以上上昇したのに対して縦波弾性定数は10%以下の変化にとどまった。また各弾性定数成分の変化量は過去の報告値と異なる傾向を示し、これは試料の反強磁性結合・磁区構造によって弾性定数・音響特性が大きく変化することを示唆しており、音響振動を用いた磁化振動の制御の根幹につながる重要な特性を解明することができた。またNeel点以下で反強磁性結合を有する状態では音響減衰が非常に大きい一方、Neel点を上回り磁気的相互作用を失うと音響減衰が振動モードに応じて4桁以上小さくなることを解明した。この現象も試料の音響振動と磁性特性が非常に大きな相互作用を有することを示唆しており、今後さらなる物性解明・応用への転換につながる重要な成果を上げることができた。
また2つ目の成果として強磁性Ni薄膜中のGHz縦波超音波が特定の周波数・磁化角度においてのみ磁化応答と相互作用を示すことも解明した。GHz-THz領域における相互作用の究明のためには薄膜の膜厚方向に伝播する超音波との相互作用の究明が重要であり、本研究では特定の磁化角度の時にのみ縦波超音波の特定周波数成分が磁化振動を励起することを解明した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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