超短パルスＸ線レーザーによる多元系磁性化合物の超高速共鳴磁気光学現象の研究

利用超短脉冲X射线激光研究多组分磁性化合物中的超快共振磁光现象

• 批准号: 15J11137
• 负责人: 山本 真吾
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J11137/
• 关键词: 共鳴磁気光学効果; 自由電子レーザー; 磁性超薄膜; スピンダイナミクス; 高次高調波; 希薄磁性トポロジカル絶縁体; 垂直磁気異方性

本年度は、以下の2つを主に行った。1. 新規磁気光学分光手法の開発本研究では多元系の磁性体に対して、サブピコ秒領域のスピンダイナミクスを元素選択的に追跡が可能な新規の磁気光学測定手法を開発している。本年度は本手法を大強度の自由電子レーザー(Free Electron Laser: FEL)と組み合わせることで、遷移金属磁性超薄膜から構成されるヘテロ構造の磁気ダイナミクスを捉えることを試みた。本研究では、我が国初の軟X線域のFELのビームラインSACLA SXFEL (BL1)で最初の利用ユーザーとして実験を遂行した。その結果、自ら成膜した磁性ヘテロ構造に対して、サブピコ秒領域の光誘起の磁気ダイナミクスの追跡に成功した。さらに、応用上重要な、電圧印可下での光誘起の磁気ダイナミクス測定も行った。本研究により、本手法はサブピコ秒領域を元素選択的に追跡できること、そしてサブナノメートルの面直磁化を有する磁性層に対しても十分な感度を持つこと、電圧印可下での磁気ダイナミクス測定が可能であることを実証した。2. 軟X線領域での非線形分光非線形光学は、実験室系の可視光レーザーを中心に研究がされてきた。その中でも2次の非線形効果の第二次高調波発生(Second Harmonic Generation: SHG)は、空間反転対称性を欠いた系でのみ起こり、表面・界面研究に広く適用されてきた。一方、軟X線域のSHG観測は、これまで大強度レーザーが存在しなかったため、報告されてこなかった。本研究では、新光源であるFELを使用して軟X線域のSHG観測を試みた。その結果、空間反転対称性の破れた結晶に対して、SHG信号の検出に成功した。

This year, the following two main lines of action were taken. 1. Development of a new magnetic optical spectroscopic method This study is aimed at developing a new magnetic optical method for the determination of magnetic particles in the field of multi-dimensional magnetic materials and element selection. This year, the free Electron Laser (FEL) of this method is combined with the magnetic thin film of the migration metal. This study aims to explore the application of SACLA SXFEL (BL1) in the soft X-ray domain at the beginning of China. As a result, since the film formation, the magnetic field structure has been successfully traced. In addition, it is important to measure the magnetic field induced by light under electric voltage printing. In this study, the method is to trace the element selection in the field of high voltage, high voltage and low voltage, and to prove that it is possible to determine the magnetic field under high voltage. 2. Non-linear spectroscopy in soft X-ray field Non-linear optics Research Center for Visual Light in Laboratory System The Second Harmonic Generation (SHG) of the second order nonlinear effect is applicable to the study of surface and interface. A side, soft X-ray domain SHG measurement, this is a large intensity, there is a report In this study, new light sources were used to test SHG measurements in the soft X-ray domain. As a result, the spatial symmetry of the crystal and the SHG signal detection were successful.

项目成果

Vドープトポロジカル絶縁体BiSbTeの軟X線磁気円二色性の研究

掺V拓扑绝缘体BiSbTe软X射线磁圆二色性研究

• 发表时间: 2016
• 作者: 山本真吾;Yunbo Ou;田口宗孝;久保田雄也;山本航平;田久保耕;He Ke;和達大樹;松田巌
• 通讯作者: 松田巌

Ultrafast spin-switching of a ferrimagnetic alloy at room temperature traced by resonant magneto-optical Kerr effect using a seeded free electron laser

使用无种子电子激光器通过共振磁光克尔效应追踪亚铁磁合金在室温下的超快自旋切换

• DOI: 10.1063/1.4927828
• 发表时间: 2015
• 期刊: Rev. Sci. Instrum.
• 作者: Sh. Yamamoto;M. Taguchi;T. Someya;Y. Kubota;S. Ito;H. Wadati;M. Fujisawa;F. Capotondi;E. Pedersoli;M. Manfredda;F. Casolari;Maya Kiskinova;J. Fujii;P. Moras;T. Nakamura;T. Kato;T. Higashide;S. Iwata;S. Yamamoto;S. Shin;and I. Matsuda
• 通讯作者: and I. Matsuda

界面スピン軌道相互作用誘起のFe超薄膜の垂直磁気異方性の変化

界面自旋轨道相互作用引起的超薄铁膜垂直磁各向异性的变化

• 发表时间: 2016
• 作者: 山本真吾;山本航平;田久保耕;福田憲吾;大島大輝;加藤剛志;岩田聡;和達大樹;松田巌
• 通讯作者: 松田巌

ラシュバ型スピン軌道相互作用誘起のFe超薄膜の垂直磁気異方性の変化

Rashba型自旋轨道相互作用引起Fe超薄膜垂直磁各向异性的变化

• 发表时间: 2016
• 作者: 山本真吾;山本航平;田久保耕;福田憲吾;大島大輝;加藤剛志;岩田聡;和達大樹;松田巌
• 通讯作者: 松田巌

hermholtz zentrum berlin(ドイツ)

柏林赫姆霍兹中心（德国）