光誘起超短時間角運動量流による超高速磁化制御

利用光致超短时角动量流的超快磁化控制

基本信息

批准号：
21K04184
负责人：
塚本新
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、超短パルス光を原因・手法とし、磁性体内に角運動量流を誘起、副格子磁化構造および多層膜構造による過渡応答の設計と超高速分光計測により探究を進めるのが目的である。本年度は主に、前年度の知見に基づき、透明誘電体(光学干渉層)/希土類遷移金属フェリ磁性体GdFeCo垂直磁化膜からなる多層膜の、近赤外（中心波長800nm）超短パルス光に対する光学応答の内、光学干渉効果による光吸収特性および実行的磁気円二色性（左右円偏光に対する吸収エネルギー差）に注目し、検討を進めた。得られた注目すべき実験的知見として、光学干渉層厚の増大と共に、多層膜での光吸収エネルギー量が単調に増大する範囲（SiN厚：20～100nm）に於いて、実行的磁気円二色性は中間厚にて符号反転を示す事が明らかとなった。偏光依存型全光型磁化反転現象に対し、前者は超短パルス光誘起磁化反転に要する吸収光エネルギー閾値を、後者は、偏光依存特性の指標となる左右円偏光に対する吸収エネルギー差の強度および入射円偏光のカイラリティおよび磁化ベクトル間の符号関係を決定する性質であり、それらが異なる光学干渉特性を有する事を示す。さらに、全光型磁化反転を誘起可能な高強度超短パルス光に対し、非線形光学効果の寄与が想定されるが、光吸収特性、磁気光学効果への寄与につき検討を行い、比較的小さな水準である事も明らかとなった。また、異なる光誘起超短時間磁気励起機構の出現を図る多層構造試料として、①スピン軌道相互作用の大きな非磁性重金属層、②遍歴電子磁性を有する3d系金属磁性層、③大きな局在磁気モーメントを有しフェルミレベル付近の状態密度が低い4f系金属磁性層、④ 3d/4f系合金磁性層、の組み合わせからなる種々の多層構造体を作成し、熱平衡下における、磁気光学効果、異常ホール効果、異常ネルンスト効果等を評価し、それらの相関を明らかにした。

这项研究旨在将超短脉冲的光作为原因和方法，并诱导磁体内的角动量流动，使用亚晶状体磁化结构和多层膜结构设计瞬态响应，并通过超高速度的光谱测量来推进研究。今年，我们主要基于上一年的发现，我们重点介绍由光学干扰效应和有效的磁循环二分法引起的光学吸收特征（相对于左右圆形极化的能量差异）是由透明的介电（光学的干涉层）组成的多层膜的近极膜，以接近近地球的效果（光学的干涉层）/近距离构成了近距离射击。（中心波长800 nm）。作为一个了不起的实验发现，已经表明，在多层膜中吸收的光含量的范围内，随着光学干扰层的厚度（SIN厚度：20-100 nm）的厚度的增加，单调地增加了磁性磁性圆形二色氏症在中间厚度上表现出磁反式倒置。对于依赖极化的全灯磁化反演现象，前者决定了超短脉冲脉冲诱导的磁化磁化强度倒置所需的吸收光能阈值，后者则确定左和右圆形极化的吸收能量差的强度，这是极性依赖性依赖性且依赖于极地的指示器，并确定了依赖于极地的范围。向量和磁化载体，表明它们具有不同的光学干扰特性。此外，尽管预期非线性光学效应有助于高强度超消极的脉冲光，从而诱导全光型磁化磁力逆转，但已研究以有助于光学吸收特性和磁光效应，并且还表明该水平相对小。此外，各种多层结构包括1）与旋转轨道相互作用的非磁性重金属层，2）基于3D的金属磁性层具有其所有具有电子磁性，3）基于4F的金属磁性层，具有大型局部磁矩，具有大型局部磁矩和状态的低密度，在FERMI级附近评估了3D/4F的效果，可用于3D/4F的效果。在热平衡下，霍尔效应，异常的nernst效应等及其相关性。