Efficient terahertz emission based on spin caloritronics

基于自旋热电子学的高效太赫兹发射

基本信息

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

项目摘要

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。

这项研究的目的是通过使用超短脉冲激光器进行自旋动力学的研究方法来开发高效的Terahertz波产生函数。具体而言，目的是证明使用热磁效应生成Terahertz波的全新原理，并提高其效率。今年，作为旅行前的初步实验，我们详细研究了热磁铁对用于产生Terahertz波的纳米级磁性纳米上层建筑的影响，以加深我们对从热旋转电流到异常NernSt NernSt电压的转换过程的考虑。通过溅射制备具有各种组成比的co-ge薄膜，在室温下测量异常的大厅效应和异常的Nernst效果。当添加的GE量增加时，根据组成的不同，在异常大厅效应和异常Nern的效果中都观察到了很大的变化。此外，为了通过热激发来控制自旋波，研究了从Coplanar波导指南中应用高频时，由于热频率将旋转波浓度效应效应。模拟使我们能够观察到明显的浓度效应。这些结果被认为有助于创建高效的Terahertz波产生功能。此外，通过参加日本和国外的学术社会和研究会议，我们能够获得有关Terahertz Wave产生原则的许多相关知识和信息。此外，我们详细讨论了与研究人员一起旅行时的特定测量方法和测量时间。这使我们能够为未来的研究和研究计划开发一个方向。

项目成果

期刊论文数量（23）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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