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【プレスリリース】光照射によって「巨大な」磁気の波を発生

電子工学科 塚本新教授が共同研究をしている「超短パルス光照射による巨大スピン波発生」について9月13日にプレスリリースされました。
塚本教授はこの研究の中で、主に超短パルス光照射条件検討実験について携わっています。



公益財団法人高輝度光科学研究センター(JASRI)、大阪大学大学院基礎工学研究科(阪大院基礎工)、東北大学(東北大)、大阪大学大学院工学研究科(阪大院工)、日本大学(日本大)、および愛知医科大学(愛知医大)は共同で、磁性合金薄膜にパルス光を照射することにより、これまでにない巨大な磁気の波が生成されることを発見しました。この成果は、磁気の変調を利用した素子や通信デバイスの開発に寄与するものと期待されます。
近年、物質の電子とスピンの両方の自由度を活用する電子工学「スピントロニクス」が精力的に研究されており、その中で、物質中に磁気の波(スピン波)を発生させて情報伝達に利用するという新規技術の応用が期待されています。
この研究では、大型放射光施設SPring-8の瞬時に光る放射光を用いて、レーザーパルス光をGd-Fe-Co合金と呼ばれる磁性体の薄膜に照射した直後のスピンの振る舞いを「時間・空間に分けて」観測したことにより、これまでの10倍程度の振幅を持つ「巨大な」スピン波を発見し、直接的に観測することに成功しました。
パルス光を用いてスピン波が励起される現象自体はこれまでも知られていましたが、これまでにない巨大な現象として観測できたことで、スピン波を用いた磁気通信技術の実用化に寄与するものと期待されます。


1592 図 スピン波の概念図。レーザー光や高周波電場・磁場などの外力により、静止していたスピン(磁力の源)が歳差運動を起こすことが知られています。(a)の一斉歳差運動(非伝搬スピン波)も広義のスピン波とみなされていますが、(b)に示したような空間的に波動を形成するスピン波(伝搬スピン波)が近年、特に注目されています。今回の研究では、(b)の「伝搬スピン波」が観測されました。


論文情報
題名:Optical control of magnetization dynamics in Gd-Fe-Co films with different compositions
(和訳)組成の異なるGd-Fe-Co薄膜の磁化ダイナミクスの光制御
著者名:Takuo Ohkochi, Hidenori Fujiwara, Masato Kotsugi, Hirokazu Takahashi, Roman Adam, Akira Sekiyama, Tetsuya Nakamura, Arata Tsukamoto, Claus M. Schneider, Hiroto Kuroda, Elvis F. Arguelles, Mamoru Sakaue, Hideaki Kasai, Masakiyo Tsunoda, Shigemasa Suga, and Toyohiko Kinoshita
雑誌名:Applied Physics Express 10, 103002 (2017)
DOI:10.7567/APEX.10.103002


※詳細(プレスリリース本文)

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