| 研究課題/領域番号 |
25286063
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
音 賢一 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30263198)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | テラヘルツ波 / 非線形光学効果 / 磁性 / メタマテリアル / 半導体物性 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、レーザー励起テラヘルツ(THz)波を用いてスピンダイナミクスを明らかにすると共に磁気光学素子への応用やTHzベース非線形磁気分光への可能性を探索することである。初年度である本年は、計画に基づいて研究を実施し、下記の成果を得た。
磁性体表面に金属で微細構造（分割型リング共振器）を作製し、磁場成分の増強に成功し、大振幅のコヒーレントスピン歳差運動の測定に成功した。温度を代えることで、磁性体における共鳴周波数を変化させ、共鳴下と非共鳴下での振る舞いの違いを確認した。増強係数としては、微細構造の厚み等を最適化することでさらなる増強が可能であることが分かった。振動成分を解析することによって、磁性体と微細構造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。
金属平面メッシュをメタマテリアルと捉え、メッシュの目の細かさによって、伝導特性等が調整できる2次元半導体として見たて研究を行った。その中のメッシュの一部を切断（カット）することにより、伝導性の制御を行った。カットを増やすことによって、テラヘルツ帯の低周波側の透過率が増加し、金属から絶縁体への転移の観測に成功した。またカットによってカイラル構造を作製することにより、磁気応答の発現に成功し、透過偏光が回転する現象を観測することに成功した。
外部共振器型半導体レーザーを用いて、その広い波長チューニングレンジを活かした広可変域なCW-THz分光システムの構築に成功した。本システムにおいて、0.05THz近辺においては、80dB、2.0THz近辺においては20dBと非常に高いダイナミックレンジが得られている。また外部共振器にロックすることによって、２つのレーザー波長をロックし波長の安定度を高めた。
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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
テラヘルツ波パルスによる測定では、メタマテリアルと組み合わせることで、磁場増強に成功し、この効果を用いた測定を進めているところである。CW-THz分光システムの構築・改良についても計画通り進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は増強されたテラヘルツ波パルスを用いて、非線形光学応答の探索を行うとともに、テラヘルツ帯におけるスピンダイナミクスの研究を進める。CW-THzシステムにおいては、昨年度準備してクライオスタットへの導入装置を用いて、実際に極低温での測定を行っていく。また対象として、磁性体にとどまらずメタマテリアルを一つの主ターゲットと捉え、磁気応答を始めとした現象の測定を行っていく。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
年途中に、今年度末に所属が変わることが判明したために、購入するタイミングを少し遅らせることにした。
支出年度が１年おそくなったが、概ね当初の計画にそった使用を計画している。ただ、所属機関が代わったことよる実験装置の輸送のための費用を計上することを計画している。
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