―光による物性制御の新原理―
概要
京都大学化学研究所 廣理英基 准教授、章振亜 博士研究員、金光義彦 特任教授、丸山慶 修士課程学生（研究当時）、千葉大学大学院理学研究院 佐藤正寬 教授、同大学 金賀穂 博士課程学生、大阪大学レーザー科学研究所 中嶋誠 准教授、東京大学物性研究所 栗原貴之 助教、東海大学工学部 立崎武弘 講師らの研究グループは、物質内部でテラヘルツ（THz）波注 1）の磁場強度を増強させ、スピンの方向を約1兆分の1秒の時間内に変化させる方法を発見しました。近年、THz周波数帯にスピン歳差運動を持つ反強磁性体は、強磁性体よりも高速なスピンデバイスへの応用が期待されており、そのスピンダイナミクスは精力的に研究されています。しかし、従来の可視光やTHz波によるスピンの励起手法では長寿命の加熱効果が生じるため、高速なスピン制御が困難でした。本研究では、反強磁性体 注２）Sm0.7Er0.3FeO3表面に作製した金属メタマテリアル注３）構造を構造を利用して1テスラを超えるTHz磁場を印加すると、瞬間的に反強磁性体のスピンの方向を変化させられることを発見しました。そして、THz磁場によりスピンが受ける磁気的エネルギー注 4）の時間周期的な変調効果が、高速スピンスイッチングの駆動力であることを明らかにしました。今回の成果は、光による物性制御に関する理解を深化させ、高速な磁気デバイスや光デバイス開発に向けた基盤技術となることが期待されます。
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