| 研究課題/領域番号 |
18J22219
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
李 恬 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| キーワード | テラヘルツマグノン / 磁気抵抗 |
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| 研究実績の概要 |
マグノンをキャリアとした情報伝達がジュール熱によるエネルギー損失がないことから、近年注目を集めている。マグノンを情報媒体として利用する場合、高周波数帯のマグノンを用いることが大容量情報伝達への応用を考える上で望ましい。そのため、マグノニクス分野ではTHz帯域のマグノンについて盛んに研究されているが、これらの研究は光学的手法を中心に行われてきました。近年、我々は強磁性金属/非磁性重金属の二層膜において、THzマグノンの存在を示唆する新たな磁気抵抗効果を観測した。そこで、本研究では、THzマグノンのデバイス応用に向けて、THzマグノンの伝播特性を調査する。今年度は励起したTHzを非局所的に検出し、THzマグノンの減衰を観測した。
本研究では電気的にTHzマグノンを励起し、伝播したスピン波を逆スピンホール効果と電子マグノン散乱の2つの機構を利用して非局所的に測定する。今年度では、逆スピンホール効果による電圧変化及び電子マグノン散乱による抵抗変化を利用して、電気的に励起したTHzマグノンの減衰を非局所的に観測することに成功した。さらに、逆スピンホール効果による電圧変化が距離に対する減衰から本実験で励起したTHzマグノンの減衰長を見積もった。この結果は強磁性体におけるTHzマグノンの伝播現象への理解に新たな知見を与えることができた。
今後はTHzマグノンの伝播速度、伝播時間などの性質を調査し、今年度で見出したTHzマグノンの減衰長と合わせ、THzマグノンの減衰モデルの構築を目指す。
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| 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
本研究の目的は、THzマグノンの①伝播速度②減衰時間③減衰長を調査し、伝播特性を解明することである。今年度は逆スピンホール効果を利用して、非局所的に電気的に励起したTHzを検出し、逆ホール電圧の減衰からTHzマグノンの減衰長を見積もり、③の目的を概ね達成した。次年度からは時間分解非局所測定によって伝播速度や減衰時間を調査し、それらを利用して減衰長を計算して、今年度に見積もった減衰長を比較することでTHzマグノンの減衰モデルを構築する。これらにより、本研究課題の達成が見込まれる。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度からは非局所時間分解測定を用いてマグノンの伝播速度と減衰時間を調査する。実験ではまず局所部分にパルス発生器を用いてパルス電圧を印加し、THzマグノンを励起する。オシロスコープを用いて測定した局所電圧と非局所電圧の時間差がTHzマグノンの伝播時間になる。伝播距離と伝播時間から伝播速度を計算する。また、マグノンの減衰し消失する過程を注目し、非局所電圧が時間の経過とともに減衰する様子からTHzマグノンの減衰時間を見積もる。さらに、見積もった伝播速度、減衰時間と今年度に得られた減衰長を用いて、THzの減衰モデルの構築を試みる。
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