マグノニック機能創発のための電圧効果と凝縮効果の研究

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マグノニック機能の有力候補である量子凝縮効果に関する研究を実施した。量子凝縮は室温・大気中で生じる巨視的量子現象であり、新しい量子コンピュータ・量子ビットに応用可能と期待されている。今年度は、マグノン励起法と凝縮体媒体となる材料を見直し、高品質な鉄単結晶における量子凝縮効果および凝縮体の寿命を詳細に研究した。ブリルアン散乱分光法の時間分解能によって鉄単結晶におけるマグノン密度の時間変化を詳細に検出することに成功した。その結果、量子凝縮体が報告されていたガーネットに比べて、鉄単結晶薄膜では100分の１以下の試料膜厚を達成でき量子凝縮体を形成する入力マイクロ波パワーの低減が確認できた。また磁気減衰効果がガーネットに比べて100倍強い材質でも、数ナノ秒の寿命を維持していることが初めて明らかとなった。ガーネットに比べて飽和磁化が10倍大きいために、実験測定時の量子凝縮体の熱安定性が優れていることもわかった。一方、大規模な光学測定系を必要とする凝縮体研究に関して、研究速度を加速する目的から電気的に検出する新しい取り組みを行い、マイクロ加工ストリップライン共振器とネットワークアナライザ・スペクトルアナライザの組み合わせにより、凝縮パラメトリックポンピングの検出に取り組んだ。ポンピング周波数に対するパラメトリック励起周波数の信号を検出することができ、電気計測の基盤技術を形成することができた。また、ガーネットスパッタ膜の膜質向上に取り組み、試料の元素分析によって不純物混入による非結晶化と磁気損失の劣化などが確認できた。不純物混入をなくしたスパッタ成膜により結晶化した試料を作製することに成功した。