テラヘルツ波パルスによる近接磁場効果と磁気イメージング

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656043
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 中嶋 誠 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40361662)
• 研究分担者: 末元 徹 東京大学, 物性研究所, 教授 (50134052)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: テラヘルツ波 / 近接場 / 磁性 / 超高速 / スピンダイナミクス / 磁気光学 / フェムト秒パルスレーザー

研究概要

本研究では、テラヘルツ波パルスを用いた時間領域分光法に、近接場効果を加えて、高感度検出や高空間分解能化に関する研究を行った。磁性体を近接場プローブに用いること、および磁性体におけるスピンダイナミクスを測定対象として研究を進めた。金属探針を用いた近接場イメージングシステムの開発をはじめ、磁性体Ｂａフェライトを探針とした近接場顕微鏡の開発を行った。磁性体表面に金属微細構造（メタマテリアル）を作製し、THz波の磁場成分の増強を行い、大振幅のコヒーレンとスピン歳差運動の観測に成功した。金属微細構造とスピン系との間での相互作用の存在を示唆する結果が得られている。

研究成果

• [雑誌論文] Terahertz Time-Domain Observation of Spin Reorientation in Orthoferrite ErFeO3 through Magnetic Free Induction Decay (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yamaguchi, T. Kurihara, Y.Minami, M. Nakajima, and T. Suemoto
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 ページ: 137204
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.137204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of enhanced optical second-harmonic generation in the conducting pyrochlore-type Pb2Ir2O7-x (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirata, M. Nakajima, Y. Nomura, H.Tajima, Y. Matsushita, K. Asoh, Y. Kiuchi, A.G. Eguiluz, R. Arita, T. Suemoto, and K. Ohgushi
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 ページ: 187402
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.187402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Access to hole dynamics in graphite by femtosecond luminescence and photoemission spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Suemoto, S. Sakaki, M. Nakajima, Y. Ishida, and S. Shin
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 87 ページ: 224302
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.224302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longitudinal THz wave generation from an air plasma filament induced by a femtosecond laser (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Minami, T. Kurihara, K. Yamaguchi, M. Nakajima, and T. Suemoto
  • 雑誌名: Appleid Physiscs Letters 巻: 102 ページ: 151106
  • DOI: 10.1063/1.4802482
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-power THz wave generation in plasma induced by polarization adjusted two-color laser pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Minami, T. Kurihara, K. Yamaguchi, M. Nakajima, and T. Suemoto
  • 雑誌名: Appleid Physiscs Letters 巻: 102 ページ: 041105
  • DOI: 10.1063/1.4789773
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric Probe for Scattering-type Terahertz Scanning Near-field Optical Microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kurihara, K. Yamaguchi, H. Watanabe, M. Nakajima, and T. Suemoto
  • 雑誌名: Appleid Physiscs Letters 巻: 103 ページ: 151105
  • DOI: 10.1063/1.4824496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a High Resolution and Wide Band Terahertz Spectrometer based on a 1 m-Band External Cavity Diode Laser (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kitahara, K. Oto, M. Nakajima, and K. Muro
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 84 ページ: 126102
  • DOI: 10.1063/1.4842275
  • 査読あり
• [雑誌論文] The synthesis of rhodium substitutedε-iron oxide exhibiting super high frequency natural resonance (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Namai, M. Yoshikiyo, S. Umeda, T. Yoshida, T. Miyazaki, M. Nakajima, K. Yamaguchi, T. Suemoto, and S. Ohkoshi
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry 巻: C 1 ページ: 5200-5206
  • DOI: 10.1039/C3TC30805G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing of local structures of thermal and photoinduced phases in rubidium manganese hexacyanoferrate by resonant Raman spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Fukaya, A. Asahara, S. Ishige, M. Nakajima, H. Tokoro, S. Ohkoshi, and T. Suemoto
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 巻: 139 ページ: 084303
  • DOI: 10.1063/1.4818809
  • 査読あり
• [学会発表] (BEDT-TTF)(TCNQ)における低温下でのテラヘルツ波分光 (2014)
  • 著者名/発表者名: 貞本貢汰, 三野弘文, 酒井正俊, 中嶋誠
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会2014年春
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] CdTe/Cd1-xMnxTe量子井戸における光誘起励起子スピン歳差運動の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上村翔太, 伊達晃良, 中嶋誠, 三野弘文
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会2014年春
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] カット入り2次元金属メッシュにおけるテラヘルツ分光 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤友未, 関根雄大, 久住裕貴, 奥井雄一郎, 高野恵介, 萩行正憲, 音賢一, 中嶋誠
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会2014年春
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] THz領域におけるリング共振器を用いたオルソフェライト磁気共鳴の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗原貴之, 中村圭太, 山口啓太, 関根雄大, 齋藤友未, 音賢一, 中嶋誠, 渡邊浩, 末元徹
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会2014年春
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] テラヘルツ波パルスによるスピン分光 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中嶋誠
  • 学会等名: 先端光量子科学アライアンス(APSA)セミナー
  • 発表場所: 慶應大学
  • 年月日: 2014-03-01
• [学会発表] 超短光パルス励起テラへルツ電磁波による超高速スピン分光 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中嶋誠
  • 学会等名: テラヘルツ波科学技術と産業開拓第182委員会研究会
  • 発表場所: 大阪大学中之島センター
  • 年月日: 2014-01-30
• [学会発表] 誘電体探針によるTHz近接場効果の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗原貴之, 山口啓太, 渡邊浩, 中嶋誠, 末元徹
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会2013年秋
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] アルミニウム置換型イプシロン酸化鉄におけるゼロ磁場強磁性共鳴の特異的温度依存性の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉清まりえ, 生井飛鳥, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会2013年秋
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] 超高周波ミリ波吸収を示すロジウム置換型イプシロン酸化鉄の新規合成法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 生井飛鳥, 吉清まりえ, 梅田小矢佳, 吉田貴行, 宮崎達郎, 中嶋誠, 山口啓太, 末元徹, 大越慎一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会2013年秋
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] 弱強磁性共鳴周波数の弱磁場誘起大規模シフトのテラヘルツ分光による観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口啓太, 栗原貴之, 中嶋誠, 末元徹
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会2013年秋
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] 2次元金属メッシュフィルムのテラヘルツ時間領域分光測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関根雄大, 大城亮介, 久住裕貴, 斎藤友未, 奥井雄一郎, 高野恵介, 萩行正憲, 音賢一, 中嶋誠
  • 学会等名: 日本応用物理学会第73回応用物理学会秋季学術講演会2013年秋
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130915-18
• [学会発表] 狭線幅スペクトルの測定に向けた高分解能CWテラヘルツ分光システムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北原憲, 中嶋誠, 音賢一, 室清文
  • 学会等名: 日本応用物理学会第73回応用物理学会秋季学術講演会2013年秋
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130915-18
• [学会発表] テラヘルツ時間領域分光によるDyFeO3の磁気共鳴とスピン再配列転移の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口啓太, 栗原貴之, 中嶋誠, 末元徹
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会2013年春
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] テラヘルツ近接場を用いた磁性体の高空間分解観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗原貴之, 山口啓太, 中嶋誠, 渡邊浩, 末元徹
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会2013年春
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] 反転対称性の破れた導電性パイロクロア型酸化物Pb2Ru2O6.5の電子物性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平田靖透, 中嶋誠, 末元徹, 大串研也
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会2013年春
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] ロジウム置換型イプシロン酸化鉄における超高周波ミリ波吸収の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 生井飛鳥, 吉清まりえ, 後藤崇, 吉田貴行, 宮崎達郎, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会2013年春
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] ロジウム置換型イプシロン酸化鉄における巨大保磁力の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉清まりえ, 生井飛鳥, 後藤崇, 吉田貴行, 宮崎達郎, 中嶋誠, 末元徹, 大越慎一
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会2013年春
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Study of Spin Reorientation Phenomena in Erbium Orthoferrite Observed by Free Induction Decay Signals After Half Cycle THz Pulse Excitation (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yamaguchi, T. Kurihara, Y. Minami, M. Nakajima, and T. Suemoto
  • 学会等名: International Symposium on Frontiers in Terahertz Technology (FTT 2012)
  • 発表場所: Nara, Japa
  • 年月日: 20121127-29
• [学会発表] Observation of Spontaneous Spin Reorientation in ErFeO3 with Terahertz Time Domain Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yamaguchi, T. Kurihara, Y. Minami, M. Nakajima, and T. Suemoto
  • 学会等名: The 35th International Conference on Infrared, Millimeter and THz Waves (IRMMW-THz 2012)
  • 発表場所: Wollongong, Australia
  • 年月日: 20120923-28
• [学会発表] 光磁性シアノ錯体におけるフェムト秒時間分解ファラデー効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅原彰文, 中嶋誠, 石毛俊, 所裕子, 大越慎一, 末元徹
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会2012年秋
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] テラヘルツ波パルスによるインパルススピン励起とコヒーレント制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中嶋誠
  • 学会等名: 応用物理学会テラヘルツ電磁波技術研究会若手研究者サマースクール2012
  • 発表場所: 浅間温泉,松本市
  • 年月日: 20120806-08
• [学会発表] Separation of electron and hole dynamics in graphite from untrafast luminescence and photoelectron spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Suemoto, S. Sakaki, M.Nakajima, Y. Ishida, S. Shin
  • 学会等名: International Conference on Ultrafast Phenomena (UP 2012)
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] Ultrafast Faraday effect in a photoinduced magnetic phase transition of rubidiummanganese hexacyanoferrate (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Asahara, M. Nakajima, S. Ishige, H. Tokoro, S. Ohkoshi, T. Suemoto
  • 学会等名: The 10th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials (EXCON'12)
  • 発表場所: Groningen, The Netherlands(O18)
  • 年月日: 20120702-0706
• [学会発表] Zero-gap and nonzero-gap behaviours of recombination luminescence evidenced in graphite and InAs (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Suemoto, S. Sakaki, M.Nakajima, Y. Ishida, S. Shin
  • 学会等名: The 10th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed and Nano Materials (EXCON'12)
  • 発表場所: Groningen, The Netherlands(P107)
  • 年月日: 20120702-0706