Efficient terahertz emission based on spin caloritronics

基于自旋热电子学的高效太赫兹发射

• 批准号: 18KK0377
• 负责人: 水口 将輝
• 金额: $ 9.98万
• 依托单位: Nagoya University (2020-2022)Tohoku University (2018-2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019 至 2023
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18KK0377/
• 关键词: スピンエレクトロニクス; スピンカロリトロニクス; テラヘルツ波; ネルンスト効果

本研究の目的は、超短パルスレーザーを用いたスピンダイナミクスの研究手法を取り入れることにより、スピンカロリトロニクスを基軸とした高効率テラヘルツ波の発生機能の開拓を目指すことである。具体的には、熱磁気効果を用いて全く新しいテラヘルツ波の発生原理を実証し、その高効率化を図ることを目的とする。今年度は、渡航前の予備実験として、熱スピン流から異常ネルンスト電圧への変換過程について考察を深めるため、テラヘルツ波の発生用に利用するナノスケールの磁性ナノ超構造における熱磁気効果を詳細に調べた。スパッタリング法によりさまざまな組成比を有するCo-Ge薄膜を作製し、異常ホール効果および異常ネルンスト効果を室温で測定した。Geの添加量を増加させたところ、異常ホール効果、異常ネルンスト効果ともに組成に依存して大きな変化が見られた。また、熱励起によるスピン波制御を目的とし、Feガーネット薄膜に対してコプレーナウェーブガイドから高周波を印加した場合の、熱励起によるスピン波集中効果を調べた。シミュレーションにより、明確な集中効果を観測することができた。これらの結果は、高効率なテラヘルツ波の発生機能の創出に大きく寄与するものであると考えられる。また、国内外の学会や研究会に参加することにより、テラヘルツ波の発生原理などについての多くの関連した知見や情報を得ることができた。さらに、渡航時の具体的な測定の手法や測定時期などについて、渡航先の研究者と詳細な議論を行った。これにより、今後の研究の方向性と研究計画を立案することができた。

The purpose of this study is to introduce the research methods of ultra-short wave transmission and to explore the generation function of ultra-short wave. Specific thermal and magnetic effects are used to demonstrate the principle of wave generation and improve efficiency. This year, the preparation for the transition, the thermal current, the abnormal generation, the transformation process of the electric voltage, the deep investigation, the thermal wave generation, the utilization of the magnetic superstructure, the detailed adjustment of the thermal magnetic effect. The composition of the Co-Ge thin film was determined by the method. The amount of Ge added is increased, abnormal results are obtained, abnormal results are obtained, and composition is increased. For example, when heat is applied to a film, the effect of heat on the concentration of the film is adjusted. This is the first time I've ever seen a person who's been in a situation where they've been in a situation The result is high efficiency and high efficiency. To participate in the research meetings of Chinese and foreign societies, the principles of wave generation and the relationship between knowledge and information are discussed. The specific measurement method of the transit time, the measurement period, and the detailed discussion of the researchers of the transit time. This is the first time I have ever been involved in a project.

项目成果

Scanning magneto-optical Kerr effect (MOKE) measurement with element-selectivity by using a soft x-ray free-electron laser and an ellipsoidal mirror

使用软 X 射线自由电子激光器和椭球面镜进行元素选择性扫描磁光克尔效应 (MOKE) 测量

• DOI: 10.1063/5.0012348
• 发表时间: 2020
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Kubota Yuya;Motoyama Hiroto;Yamaguchi Gota;Egawa Satoru;Takeo Yoko;Mizuguchi Masaki;Sharma Himanshu;Owada Shigeki;Tono Kensuke;Mimura Hidekazu;Matsuda Iwao;Yabashi Makina
• 通讯作者: Yabashi Makina

Spin caloritronic Effect in Co-Ge Granular Thin Films

Co-Ge 颗粒薄膜中的自旋热电子效应

• 发表时间: 2022
• 作者: Takuya Tsujimoto;Toshio Miyamachi;Masaki Mizuguchi
• 通讯作者: Masaki Mizuguchi

Thickness dependent Nernst effect for superconducting NbN thin films

超导 NbN 薄膜的厚度相关能斯特效应

• 发表时间: 2020
• 作者: H. Sharma;Z. Wen;K. Takanashi;M. Mizuguchi
• 通讯作者: M. Mizuguchi

スピン波伝搬による熱輸送現象の観測

观察自旋波传播引起的热传输现象

• 发表时间: 2022
• 作者: 池田優;宮町俊生;水口将輝
• 通讯作者: 水口将輝

Anomalous Nernst effect in Co/Au/Fe trilayer thin films

Co/Au/Fe 三层薄膜中的反常能斯特效应

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroki Fukuda;Toshio Miyamachi;Masaki Mizuguchi
• 通讯作者: Masaki Mizuguchi