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反強磁性体における光-フォノン-スピン間相互作用を用いた超高速磁化制御

利用反铁磁体中的光-声子-自旋相互作用进行超快磁化控制

基本信息

批准号：
22KJ1329
负责人：
貝沼凌
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的は、反強磁性体におけるマグノンの伝播特性に、同一周波数帯に存在するフォトンやフォノンモードがどのように影響するかを探求することである。とくに、室温で反強磁性と強誘電性の両方を示すマルチフェロイック物質BiFeO3は、その特異な強的秩序のみならず、電場活性なマグノンに由来する非相反方向二色性の発現や電場によって制御可能なマグノントランジスタへの応用など、マグノンダイナミクスの研究においても注目されている。2022年度は当初の計画に則り、反強磁性体BiFeO3単結晶においてフェムト秒パルスレーザーを用いたポンプ・プローブイメージング測定を行い、サブテラヘルツ領域における反強磁性マグノンと、2.4 THzのフォノン-ポラリトンの同時励起・検出を実現した。さらに、観測された時空間波形をフーリエ変換し、波数-周波数空間における励起強度分布の時間発展を可視化することで、反強磁性マグノンがサブテラヘルツ帯のフォトンと結合していることを明らかにした。この結合状態（マグノン-ポラリトン）は主要な2つのマグノンモードのうち片方（Ψモード）でのみ顕著に現れた。より詳細なマグノン-フォトン結合メカニズムの解明に当たっては、観測に用いたBiFeO3上の領域における強誘電性・反強磁性ドメインのマイクロメートルスケールでの空間的構造の情報が必要であることが分かった。これに伴い、2022年度終盤からは同試料における反強磁性ドメインの可視化を目指し、2次高調波発生を用いた磁気イメージング測定の構築を行っている。

The purpose of this study is to investigate the propagation characteristics of antiferromagnets and the influence of the same frequency band on their propagation characteristics. Antiferromagnetism and strong electromagnetism at room temperature BiFeO3: The origin of non-opposite dichroism and the study of electric field activity. In 2022, according to the original plan, the measurement of the antiferromagnetic material BiFeO3 single crystal using the antiferromagnetic material is being carried out, and the simultaneous detection of antiferromagnetic measurements and 2.4 THz nano-crystals in the support field has been realized. In addition, the time and space waveform of the measurement system are changed, and the time and space distribution of the excitation intensity are visualized. The combination state ( The structure of the space is necessary for the information of the strong electric and antiferromagnetic fields on the BiFeO3. In 2022, the end of the year, the same sample was used to visualize the antiferromagnetic material, and the construction of the antiferromagnetic material was used to measure the secondary high-frequency wave generation.