フェムト秒光パルスを用いた反強磁性体の超高速磁化制御

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20760008
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 佐藤 琢哉 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (40451885)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: 反強磁性体 / スピンダイナミクス / 超短パルスレーザー / 遷移金属酸化物 / スピントロニクス / 磁気光学効果

研究概要

反強磁性体のスピン歳差運動の周波数はTHzオーダーに達し、強磁性のそれよりも桁違いに高いため、超高速な磁気記録が実現される可能性がある。本研究では、反強磁性体NiOにおいて円偏光パルス照射による非熱的なスピン制御を目指し、磁気光学ポンプ-プローブ測定を行った。NiOの反強磁性共鳴周波数と一致する1.1THzと約140GHzの振動が観測された。この結果は逆ファラデー効果、つまり円偏光パルスが試料内に有効磁場を作り出し、スピン歳差運動を誘起したとして解釈された。

研究成果

• [雑誌論文] Spin oscillations in antiferromagnetic NiO triggered by circularly polarized light (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, S. -J. Cho, R. Iida, T. Shimura, K. Kuroda, H. Ueda, Y. Ueda, B.A. Ivanov, F. Nori, M. Fiebig
  • 雑誌名: arXiv:1003 ページ: 0820v1
• [雑誌論文] Ultrafast magnetization dynamics of antiferromagnetic compounds (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Fiebig, N.P. Duong, T. Satoh, B B. Van Aken, K. Miyano, Y. Tomioka, Y. Tokura
  • 雑誌名: J. Phys. D: Appl Phys41 ページ: 164005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-induced transient Faraday rotation in NiO
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, S. -J. Cho, T. Shimura, K. Kuroda, H. Ueda, Y. Ueda, M. Fiebig
  • 雑誌名: J. Opt. Soc. Am. B27(to be published)
  • 査読あり
• [学会発表] 第二高調波発生で観測したNiOのスピン制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤琢哉、Andrea Rubano、Manfred Fiebig
  • 学会等名: 日本物理学会「第65回年次大会」
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 誘電率変化から見るDyFeO3の光誘起スピンダイナミクス波長特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 飯田隆吾、佐藤琢哉、志村努、黒田和男、徳永祐介、十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会「第65回年次大会」
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 円偏光パルスで誘起された反強磁性体のスピン歳差運動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤琢哉、飯田隆吾、志村努、黒田和男、植田浩明、上田寛
  • 学会等名: 日本磁気学会第170回研究会第4回光機能磁性デバイス・材料専門研究会共催, 「光と磁気のシナジー技術」～次世代ストレージ・光機能磁性デバイス実現のための新技術動向～
  • 発表場所: 化学会館
  • 年月日: 2010-01-29
• [学会発表] Antiferromagnetic spin precessions in NiO triggered by circularly polarized light (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, S.J. Cho, R. Iida, T. Shimura, K. Kuroda, H. Ueda, Y. Ueda, M. Fiebig
  • 学会等名: RIKEN Workshop on "Emergent Phenomena of Correlated Materials
  • 発表場所: RIKEN
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] Pump pulse dependence of photo-induced spin precession in orthoferrite (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Iida, T. Satoh, T. Shimura, K. Kuroda, Y. Tokunaga, Y. Tokura
  • 学会等名: RIKEN Workshop on "Emergent Phenomena of Correlated Materials"
  • 発表場所: RIKEN
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] オルソフェライトにおける光誘起スピン歳差運動のポンプ光依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 飯田隆吾、佐藤琢哉、志村努、黒田和男、徳永祐介、十倉好紀
  • 学会等名: 日本物理学会「秋季大会」
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 反強磁性NiOにおける円偏光励起マグノン生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤琢哉、飯田隆吾、志村努、黒田和男、植田浩明、上田寛
  • 学会等名: 日本物理学会「秋季大会」
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] 10-40・m Ultrashort Pulse Generation in Organic Nonlinear Optical Crystal DAST (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kuroda, Y. Toya, T. Satoh, T. Shimura, S. Ashihara, Y. Takahashi, M. Yoshimura, Y. Mori, T. Sasaki
  • 学会等名: CLEO/Europe-EQEC 2009
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2009-07-14
• [学会発表] Photo-Induced Magnetization in Nickel Oxide (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, S. -J. Cho, T. Shimura, K. Kuroda, H. Ueda, Y. Ueda
  • 学会等名: MORIS2009
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 2009-06-15
• [学会発表] Three-dimensional control of the antiferromagnetic order parameter in nickel oxide (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Rubano, T. Satoh, A. Kimel, A. Kirilyuk, T. Rasing, M. Fiebig
  • 学会等名: Functional Oxides for Electronics - FOXE
  • 発表場所: Sorrento, Italy
  • 年月日: 2009-05-25
• [学会発表] Three-dimensional control of the antiferromagnetic order parameter in nickel oxide (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Rubano, T. Satoh, M. Fiebig
  • 学会等名: Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V. (DPG)
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] Photo-induced Faraday effect in nickel oxide (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, S.J. Cho, T. Shimura, K. Kuroda, H. Ueda, Y. Ueda
  • 学会等名: AIST-RIKEN Joint WS
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2009-05-04
• [学会発表] 有機結晶DASTを用いた中・遠赤外超短光パルスの発生と評価(2) (2009)
  • 著者名/発表者名: 遠矢祥弘、佐藤琢哉、芦原聡、志村努、黒田和男、高橋義典、吉村政志、森勇介、佐々木考友
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] NiOの超高速非線形光学応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 趙成鎮、佐藤琢哉、志村努、黒田和男、植田浩明、上田寛
  • 学会等名: 日本物理学会「第64回年次大会」
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Generation of Mid-Infrared Ultrashort Pulses in DAST (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Toya, S. Yamamoto, T. Satoh, T. Shimura, K. Kuroda, S. Ashihara, Y. Takahashi, M. Yoshimura, Y. Mori, T. Sasaki
  • 学会等名: Advanced Solid-State Photonics (ASSP) Topical Meeting and Tabletop Exhibit
  • 発表場所: Denver, Colorado, USA
  • 年月日: 2009-02-01
• [学会発表] Mid-infrared generation in DAST (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kuroda, Y. Toya, S. Yamamoto, T. Satoh, T. Shimura, S. Ashihara, Y. Takahashi, M. Yoshimura, Y. Mori, T. Sasaki
  • 学会等名: International Workshop on "Nonlinear wave-mixing for laser technology
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 20080617-20080618
• [学会発表] NiOにおける超高速光カー効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤琢哉、趙成鎭、植田浩明、上田寛、志村努、黒田和男
  • 学会等名: 第19回光物性研究会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Ultrafast nonlinear optical birefringence in NiO (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Satoh, S.J. Cho, T. Shimura, K. Kuroda, H. Ueda, Y. Ueda
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008) and the 7th Asia-Pacific Workshop
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2008-11-07
• [学会発表] ポンプ-プローブ法によるNiOの光カー効果の測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 趙成鎭、佐藤琢哉、植田浩明、上田寛、志村努、黒田和男
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2008
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2008-11-04
• [学会発表] NiOにおける光誘起複屈折変調 (2008)
  • 著者名/発表者名: 趙成鎭、佐藤琢哉、植田浩明、上田寛、志村努、黒田和男
  • 学会等名: 日本物理学会「秋季大会」
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-20
• [学会発表] 有機結晶DASTを用いた中・遠赤外超短光パルスの発生と評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 遠矢祥弘、山本俊介、佐藤琢哉、芦原聡、志村努、黒田和男、高橋義典、吉村政志、森勇介、佐々木考友
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [備考]
  • URL: http://qopt.iis.u-tokyo.ac.jp/pub/member/satoh/index_jp.html