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本研究の目的は、フェムト秒パルスレーザー照射による局所磁化の高速変調によるテラヘルツ放射をプローブとして酸化物磁性体のドメイン構造のイメージングを行い、磁気ドメインのフェムト秒スケールのダイナミクスを可視化する技術を確立することである。このような技術は、磁性体ドメインの空間的・時間的な新たな評価法として有用なだけでなく、少数フォトンによるスピンの雪崩的・集団的な変調を実現しマクロな磁化を制御する新たな光制御スピントロニクスデバイスに展開で可能であると考えている。これらの実現は新しい工学分野“強磁性フォトニクス”の創成と強磁性フォトニックデバイス応用につながるものである。
本年度は昨年度から引き続き、反強磁性体であるMn系酸化物Pr0.5Sr0.5MnO3(PSMO)薄膜薄膜のテラヘルツ領域における物性評価、および微小強磁性ドメインがテラヘルツ帯でどの様な振る舞いをするかを調べるとともに、強磁性ナノ粒子のテラヘルツ波応答をテラヘルツ放射顕微鏡を用いて観察した。
その結果、PSMO薄膜ではローレンツ・ドルーデフィッティングにより金属的伝導と絶縁体的伝導が共存していることを明確に示した。また、強磁性ナノ粒子のテラヘルツ波吸収から、粒子径によりテラヘルツ波吸収の大きさが異なることが観測された。このことは、磁性体ナノ粒子の粒型分布をテラヘルツ波分光により計測出来る可能性を示しており、次世代磁気メモリの検査システム等に利用できる可能性がある。
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