エレクトロマグノンによるテラヘルツ帯の創発電気磁気現象の開拓

使用电磁枪开发太赫兹频段的新兴电磁现象

• 批准号: 18J14398
• 负责人: 肉倉 洋恵
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14398/
• 关键词: マルチフェロイクス; テラヘルツ光; 非線形光学; 磁気共鳴; 磁性体; 強誘電性; エレクトロマグノン; 非線形光学効果; スピントロニクス

マルチフェロイクス固有の磁気共鳴「エレクトロマグノン」の巨大テラヘルツ応答を用いた研究を進めた。マイクロ波領域の強磁性共鳴と比べエレクトロマグノンは100倍以上の強い振動子強度を持つことから、テラヘルツ帯での新しい電気磁気光学現象の開拓を目指し研究を行った。このエレクトロマグノンを高強度テラヘルツ光用いて強励起することで非線形領域の新現象へ挑戦した。エレクトロマグノンがピコ秒領域の周波数を持つことを考えると、超高速コヒーレント物性制御に直接つながる研究であると考えている。マルチフェロイクスにおけるらせん秩序由来の強誘電性は、外部刺激に対し大きな応答を示すという特徴があり、エレクトロマグノンを用いることでテラヘルツ光により効果的に強誘電性を刺激できると考えた。まずエレクトロマグノンを強励起するために、高強度化したテラヘルツ光を発生させる新しい光学系を立ち上げ、最大で800 kV/cmの電場強度を持つテラヘルツ光の発生に成功した。この高強度テラヘルツ光を研究対象物質であるY型ヘキサフェライトに照射したところ、強誘電分極を第二次高調波発生によって観測することに成功した。第二次高調波の温度依存性から、エレクトロマグノンの寄与による強誘電分極がテラヘルツ光によって発生していることをつきとめた。また第二次高調波のテラヘルツ光の電場強度依存性から、非線形な効果が起きている可能性が考えられることがわかった。より詳しく調べるためテラヘルツ誘起の線形分極を計算によって求め、得られた実験結果と比較したところ、計算で見積もった線形分極に比べて大きな変化が起きていることが分かった。今後の展望としては非線形現象の寄与をより詳細に検証し、エレクトロマグノン共鳴とテラヘルツ光誘起の振動分極信号の相関の解明が期待される。

マ ル チ フ ェ ロ イ ク ス inherent の 気 magnetic resonance "エ レ ク ト ロ マ グ ノ ン" の huge テ ラ ヘ ル ツ 応 a を using い を た research into め た. の マ イ ク ロ wave field strong magnetic resonance と than べ エ レ ク ト ロ マ グ ノ ン は 100 times more strong の い oscillator strength を hold つ こ と か ら, テ ラ ヘ ル ツ 帯 で の new し い electric 気 magnetic 気 optical phenomenon の pioneering を refers し を line っ た. こ の エ レ ク ト ロ マ グ ノ ン を high-strength テ ラ ヘ ル ツ light with い て strong wound up す る こ と で の nonlinear field new phenomenon へ pick 戦 し た. エ レ ク ト ロ マ グ ノ ン が ピ コ の cycle for seconds field を hold つ こ と を exam え る と, super-fast コ ヒ ー レ ン ト property suppression に directly つ な が る research で あ る と exam え て い る. マ ル チ フ ェ ロ イ ク ス に お け る ら せ ん order origin の strong electrical は, external stimulation lure に し seaborne big き な 応 answer を shown す と い う, 徴 が あ り, エ レ ク ト ロ マ グ ノ ン を with い る こ と で テ ラ ヘ ル ツ light に よ り unseen fruit に strong electrical を stimulation lure で き る と exam え た. ま ず エ レ ク ト ロ マ グ ノ ン を strong wound up す る た め に, high strength し た テ ラ ヘ ル ツ light を 発 raw さ せ る new し い optics を vertical ち げ, maximum で 800 kV/cm の field intensity を hold つ テ ラ ヘ ル ツ light の 発 life に success し た. こ の high-strength テ ラ ヘ ル ツ light を research like material seaborne で あ る Y ヘ キ サ フ ェ ラ イ ト に irradiation し た と こ ろ, strong electric polarization lure を born a second wave of high-profile 発 に よ っ て 観 measuring す る こ と に successful し た. The second wave of high-profile の temperature dependency か ら, エ レ ク ト ロ マ グ ノ ン の send に よ る strong electric polarization lure が テ ラ ヘ ル ツ light に よ っ て 発 raw し て い る こ と を つ き と め た. ま た second high-profile wave の テ ラ ヘ ル ツ の light field intensity dependence か ら, nonlinear な unseen since fruit が き て い る possibility が exam え ら れ る こ と が わ か っ た. よ り detailed し く adjustable べ る た め テ ラ ヘ ル ツ induced の linear polarization を computing に よ っ て め, too ら れ た be 験 results と し た と こ ろ, calculation で see product も っ た linear polarization に than べ て big き な variations change since が き て い る こ と が points か っ た. の future と し て は nonlinear phenomenon の send を よ り detailed に 検 し, エ レ ク ト ロ マ グ ノ ン resonance と テ ラ ヘ ル ツ light induced vibration points very の の phase masato の interpret が expect さ れ る.

项目成果

ヘキサフェライトにおけるエレクトロマグノンのテラヘルツ強励起効果

六方铁氧体中电磁振子的强太赫兹激发效应

• 发表时间: 2019
• 作者: 肉倉洋恵;井口照悟;岡村嘉大;荻野槙子;石渡晋太郎;徳永祐介;田口康二郎;金子良夫;十倉好紀;高橋陽太郎
• 通讯作者: 高橋陽太郎

Electromagnon resonance at room temperature with gigantic magnetochromism

具有巨大磁致变色现象的室温电磁振共振

• DOI: 10.1103/physrevapplied.9.044033
• 发表时间: 2018
• 期刊: PHYSICAL REVIEW APPLIED
• 影响因子: 4.6
• 作者: H. Shishikura;Y. Tokunaga;Y. Takahashi;R. Masuda;Y. Taguchi;Y. Kaneko;and Y. Tokura
• 通讯作者: and Y. Tokura