線形・非線形磁気光学を用いた反強磁性磁化ダイナミクスの観測と超高速制御

使用线性和非线性磁光观测和超高速控制反铁磁磁化动力学

• 批准号: 19860020
• 负责人: 佐藤 琢哉
• 金额: $ 1.99万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19860020/
• 关键词: 反強磁性体; スピンダイナミクス; 超短パルスレーザー; 遷移金属酸化物; スピントロニクス; 磁気光学効果

反強磁性体の磁化ダイナミクスは強磁性体よりも桁違いに高速であり、超高速制御が可能であることが理論的に予測されている。我々はその実現を目指して研究を行っている。反強磁性体NiOはNeel温度が523Kと高く,室温で動作する交換バイアス物質として有望視されているため、試料として用いた。平成19年度においてはまず、NiO単結晶をフローティングゾーン法を用いて作製し、x線により111面に方位出しを行った。さらに、厚さ100ミクロンまで研磨し、アニールにより磁気ドメインを大きくする処理を施した。クロスニコル法を用いたドメイン観察を行ったところ、T1〜T4ドメインが見られ、ドメインサイズはおよそ100ミクロンであった。一方、パルス幅100fs、繰り返し周波数1kHzの超短パルスレーザーを用いたポンプ&プローブ測定システムを構築した。そしてNiOの超高速磁化ダイナミクスを室温にて測定し、ポンプ光の円偏光ヘリシティーによって誘起される信号の符号が反転することを見出した。これは光励起が非熱的なプロセスであり、光の角運動量をスピン系に注入できたことを示すものである。さらに応答速度が光パルス幅と同程度の約200fsと超高速であったことから、超高速スピン制御への応用が十分に期待される。さらに、光励起による応答は、4種類のドメイン毎に異なる振る舞いを示した。ドメインダイナミクスに関する知見が得られるものと期待される。

Against strong magnetization of the magnetic body の ダ イ ナ ミ ク ス は strong magnetic body よ り も girder violations い に high-speed で あ り, ultra-high speed suppression が may で あ る こ と に が theory to measure さ れ て い る. I 々, そ, そ am currently を in the field of って, て research を and って, る る. Against strong magnetic body NiO は が Neel temperature 523 k と く, high room temperature で action す る exchange バ イ ア ス material と し て is expected to see さ れ て い る た め, try と し て in い た. Pp.47-53 19th annual に お い て は ま ず, NiO 単 crystallization を フ ロ ー テ ィ ン グ ゾ ー を ン method with い て as し, X-ray に よ り 111 に bearing out し を line っ た. さ ら に, thick さ 100 ミ ク ロ ン ま で grinding し, ア ニ ー ル に よ り magnetic 気 ド メ イ ン を big き く す る 処 Richard を shi し た. ク ロ ス ニ コ を ル method with い た ド メ イ ン 観 examine を line っ た と こ ろ, T1 ~ T4 ド メ イ ン が see ら れ, ド メ イ ン サ イ ズ は お よ そ 100 ミ ク ロ ン で あ っ た. Party, パ ル ス 100 fs, Qiao り return し cycle for 1 KHZ の ultrashort パ ル ス レ ー ザ ー を with い た ポ ン プ & プ ロ ー ブ determination シ ス テ ム を build し た. そ し て NiO の ultra-high-speed magnetization ダ イ ナ ミ ク ス を room-temperature に て し, ポ ン プ light の has drifted back towards &yen; polarized ヘ リ シ テ ィ ー に よ っ て induced さ れ る signal の symbol が inverse planning す る こ と を shows し た. こ れ は excitation light up が non thermal な プ ロ セ ス で あ り, light の exercise を ス ピ ン department に injection で き た こ と を shown す も の で あ る. さ ら に 応 answer at が パ light ル ス と picture with degree of about 200 fs と の ultra-high-speed で あ っ た こ と か ら, super-fast ス ピ ン suppression へ の 応 with が very に expect さ れ る. Youdaoplaceholder0, gwangliqi による応 answer た, four types of ドメ ドメ <s:1> each に different なる zhen る dance を を show た た. ド メ イ ン ダ イ ナ ミ ク ス に masato す る knowledge が have ら れ る も の と expect さ れ る.

项目成果

Ultrafast spin and lattice dynamics in antiferromagnetic Cr2O3

• DOI: 10.1103/physrevb.75.155406
• 发表时间: 2007-04
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: T. Satoh;B. V. Aken;N. P. Duong;T. Lottermoser;M. Fiebig