2007 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
06F06384
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
斗内 政吉 Osaka University, レーザーエネルギー学研究センター, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
RANA DHANVIR SINGH 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 外国人特別研究員
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Keywords | Terahertz emission / Multiferroic / BiFeO_3 / Depolarization |
Research Abstract |
これまでにマルチフェロイック材料BiFeO_3薄膜にフェムト秒レーザーを照射することにより、テラヘルツ電磁波が発生し、その放射強度が強誘電分極構造に依存していることを報告してきた。しかしながらこれまではその電磁波放射メカニズムは明らかになっていなかった。今年度はTHz放射の結晶方位依存性を調べるため、(100)、(110)、(111)配向した3種類のBiFeO_3薄膜を用いてテラヘルツ波放射実験を行った。その結果、(100)、(110)薄膜に関してはほぼ同様の結果が得られたが、自発分極方向がレーザーの電界に退位して次の二つの超高速電荷変調過程が協調して存在していることが示唆された。一つ目は、フェムト秒レーザー励起による瞬間的な強誘電秩序の揺動によるテラヘルツ放射過程である。このときの放射強度は自発分極の時間による2次微分に比例する。この過程によるテラヘルツ放射強度は電界変化に対してヒシテリシスを持つ。二つ目は、バイアス電圧に対してリニアに応答する成分で、光励起キャリアによる瞬時電流によるものである。以上の二つの過程は同時にほぼ同じ時間スケールで起こっていると考えられる。今回のテラヘルツ放射波形の計測において、超高速な強誘電分極構造の揺動とそれに続く起こる数ピコ秒での回復過程が観測された。この様に、非接触の外場による電荷秩序の変調が観測されたことは、BiFeO_3を用いた不揮発性メモリ等の応用に向けて、非常に重要な意味を持つ。
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Research Products
(4 results)