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本研究課題は、磁気デバイスのテラヘルツ光パルスによるピコ秒スピン制御を目指し、高速・高精度・広時間域スピンダイナミクスイメージング計測装置を開発し、その実現に取り組むものである。平成２５年度末に我々はディスク状に加工したパーマロイ薄膜試料に対して高強度テラヘルツ光パルスを照射する実験を行い、試料内部に形成される磁気渦構造に変化がおきるかどうか調べる実験を行った。
平成２６年度は平成２５年度末に行った実験結果に対する詳細な解析を行った。本実験は、数十 mT に相当するピコ秒パルス磁場を印加したときと同等の効果を試料に与える実験であり、試料に取り付けられた電極を通した高周波電気計測によって、テラヘルツ光パルス照射前後での中心磁化の向きについて調べることができる。しかし測定後の試料を電子顕微鏡で観察した結果、高周波電気計測のために取り付けた電極付近で試料が激しく破壊されていることが判明した。そのため、テラヘルツ光パルス照射によって磁化の反転が実現したかどうかについての明確な結論を得ることはできなかった。
我々は試料破壊の原因について、時間領域差分法を用いた電磁界数値計算シミュレーションの結果と合わせて考察した。その結果、高周波電気計測のために試料上部に取り付けた金属パッドが光を効率よく集光するアンテナの役割を果たし、強く集光されたテラヘルツ電場によって試料が破壊されたことが判明した。結果を踏まえて、金属パッドを用いない非接触の磁化プローブを目指したサンプル作製を行った。
更にテラヘルツ偏光計測技術の開発を進め、その高速計測やイメージング計測を実現した。
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