2019 Fiscal Year Research-status Report
Photoinduced spin dynamics in correlated itinerant magnets
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19K23419
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小野 淳 東北大学, 理学研究科, 助教 (40845848)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 遍歴磁性体 / 光誘起相転移 / フロケ理論 / 非平衡現象 / 高次高調波発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強相関磁性体への光照射によるスピン構造の実時間ダイナミクスを明らかにすることを目的として数値的解析を行った．
(1) ラシュバ型のスピン軌道相互作用を取り入れた二重交換模型について，反強磁性絶縁体相における光励起・緩和のダイナミクスを解析した．新たな数値的手法を導入し，計算の効率化が可能となった．スピン軌道相互作用の大きさの増大に伴ってバンド内緩和が促進され時間スケールが早くなること，ならびにバンド間緩和過程において一様磁化に振動が現れ，その振動数がスピン軌道相互作用の大きさに概ね比例することが見出された．一様磁化の振動は時間分解磁気円二色性測定等により観測することが可能であると期待される．また，バンド内緩和過程においては光キャリアの運動エネルギーに利得が現れる一方でフント結合のエネルギーは損失し，アンチダンピング的なトルクが生じることが明らかになった．
(2) 非摂動的な過程により入射光に対する高次の高調波が生じる現象（高次高調波発生）が近年注目を集めている．一次元の横磁場イジング模型において，高強度の光照射を行った際のダイナミクスを数値的に解析した．高強度の光照射を行うことで，キンク・反キンク対生成のエネルギー帯に大きな強度を持つ高次高調波が発生することが見出された．詳細な解析の結果，従来から知られる3ステップ模型とは異なる，多体系の励起構造を反映した新たな高次高調波の発生機構が明らかになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
スピン軌道相互作用を取り入れた磁性体における光励起・緩和ダイナミクスについて一定の知見が得られ，現在詳細な解析を実施中である．また，高次高調波発生現象に関連する新たな発展の可能性が見出され，その成果の一部は学術雑誌に掲載された．
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| Strategy for Future Research Activity |
スピン軌道相互作用が本質的な役割を果たすトポロジカル物質を対象に含め，引き続き遍歴磁性体における光誘起ダイナミクスの数値的解析を行う．特に光励起・緩和過程における電子構造や磁気スキルミオン等のスピンテクスチャに注目し，その光制御の可能性を探る．
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| Causes of Carryover |
COVID-19感染拡大を受けて参加予定の国際会議等の開催が中止され，当初計画よりも旅費が大きく減少した．次年度の旅費，ならびに物品費として使用する．
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