高速時間分解磁気光学イメージングを用いたスピン波分光学の構築

使用高速时间分辨磁光成像构建自旋波谱

基本信息

批准号：
18J21004
负责人：
日置友智
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tohoku University
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 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、スピン波のバンド構造に起因する幾何学的位相効果を見出すことを目標としている。このためには、スピン波のバンド構造の変調・制御手法が重要となる。最終年度となる本年度は、磁気弾性結合を通じたスピン波のバンド構造に現れるベリー曲率による効果を観測することを目的に、弾性波と結合したスピン波の端面での反射ダイナミクスの観測と解析を試みた。また、磁気弾性結合の下でスピン波の分散関係に生じるギャップの定量評価を行った。１．磁気弾性結合を用いたスピン波分散関係の変調と端面での反射実験磁性体中のスピンと格子はスピン軌道相互作用や双極子相互作用により結合する。この結合によって生じるバンドギャップ近傍ではベリー曲率が有限になるとする理論研究がある。このため、実験的にバンドギャップ近傍のスピン波を磁気弾性結合を用いて選択的に励起することで、磁気弾性波と呼ばれるスピン波と弾性波の混合状態を形成し、この反射ダイナミクスを実時間実空間分解測定した。この結果、スピン波が端面で反射する際に二つに分裂する二色性反射現象を初めて観測し、理論数値計算と実験の比較から、磁気弾性結合に伴って弾性波のモード自由度がスピン波に移行されることを明らかにした。この成果はCommunications Physics誌に投稿、掲載された。２．磁気弾性結合によるスピン波ー弾性波コヒーレント振動現象の観測磁気弾性結合によってスピン波と弾性波が結合するとき、スピン波及び弾性波の緩和よりも結合強度が強い極限ではスピン波と弾性波がコヒーレントに相互変換するコヒーレント振動現象が期待される。このため、時間分解磁気光学イメージング法を拡張して時間方向の測定長を伸ばすことでコヒーレント振動現象の観測を試み、これに成功した。現在論文を執筆・投稿中である。

本研究的目标是发现自旋波的能带结构引起的几何相位效应。为此，调制和控制自旋波能带结构的方法非常重要。今年，也就是最后一年，我们将尝试观测和分析与弹性波耦合的自旋波端面的反射动力学，目的是通过观察贝里曲率在自旋波能带结构中出现的影响。磁致弹性耦合。我们还定量评估了磁弹性耦合下自旋波色散关系中出现的间隙。 1.使用磁致弹性耦合和端面反射实验调制自旋波色散磁性材料中的自旋和晶格通过自旋轨道相互作用和偶极子相互作用耦合。有理论研究表明，贝里曲率在这种键合产生的带隙附近变得有限。为此，通过利用磁弹性耦合在实验上选择性地激发带隙附近的自旋波，形成称为磁弹性波的自旋波和弹性波的混合状态，并且可以实时观察这种反射动力学的真实空间分辨率。结果，我们首次观察到自旋波从端面反射时分裂成两部分的二向色反射现象，并且通过理论数值计算和实验的比较，我们发现自旋波的模态自由度弹性波由于磁弹性耦合而发生变化，结果表明它会转变为波。该成果已提交并发表在《通讯物理学》杂志上。 2.磁弹性耦合自旋波-弹性波相干振荡现象的观测当自旋波和弹性波通过磁弹性耦合耦合时，在耦合强度强于自旋波和弹性波弛豫的极限下，自旋波和弹性波变得相干。相干振荡现象是可预期的。为此，我们尝试通过扩展时间分辨磁光成像方法，增加时间方向的测量长度来观察相干振荡现象，并取得了成功。目前正在撰写并提交论文。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Room temperature and low-field resonant enhancement of spin Seebeck effect in partially compensated magnets

DOI：
10.1038/s41467-019-13121-5
发表时间：
2019-03
期刊：
Nature Communications
影响因子：
16.6
作者：
Rafael Ramos;T. Hioki;Yusuke Hashimoto;T. Kikkawa;P. Frey;Alexander J. E. Kreil;V. Vasyuchka;A. Serga;B. Hillebrands;Eiji Saitoh
通讯作者：
Rafael Ramos;T. Hioki;Yusuke Hashimoto;T. Kikkawa;P. Frey;Alexander J. E. Kreil;V. Vasyuchka;A. Serga;B. Hillebrands;Eiji Saitoh

Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy Study of Pt/Y3Fe5O12

Pt/Y3Fe5O12的硬X射线光电子能谱研究

DOI：
10.7566/jpscp.30.011192
发表时间：
2020
期刊：
JPS Conference Proceedings
影响因子：
0
作者：
Kobata Masaaki;Yoshii Kenji;Fukuda Tatsuo;Kawasaki Ikuto;Okane Tetsuo;Yamagami Hiroshi;Yaita Tsuyoshi;Harii Kazuya;Ieda Jun’ichi;Okayasu Satoru;Hioki Tomosato;Kikkawa Takashi;Saitoh Eiji
通讯作者：
Saitoh Eiji

Wavevector modulation of spin waves at a sample edge via magneto-elastic coupling

通过磁弹性耦合对样本边缘的自旋波进行波矢量调制