50高橋陽太郎61Youtarou TAKAHASHI谷山 智康マルチフェロイク・マグノニクス技術の開発 62Tomoyasu TANIYAMAフラストレーション磁性体を用いたテラヘルツ帯の非線形現象の開拓 （2019採択）Development of nonlinear optical effect in terahertz region on frustrated magnets(Project 2019)（2017採択）Development of Multiferroic Magnonics(Project 2017)旭硝子財団 助成研究成果報告（2020）磁性の源となる電子スピンは，スピン間の相互作用により物質内で様々な秩序を取りうる．フラストレーション磁性体では，スピン間のなす角度が平行からずれたノンコリニアと呼ばれるスピン秩序が現れることがある．その中でも，らせん型にスピンが配列したらせん磁性体では，磁性に由来した強誘電性が現れることから大きな注目を集めている．らせん磁性体は強誘電性の発現と同時に，テラヘルツ帯にエレクトロマグノンと呼ばれる強い共鳴を持つことが知られている．本研究では，らせん磁性体が持つテラヘルツ帯の光応答に着目し，高強度のテラヘルツ光源を用いた非線形応答の実現を試み，次の2つのテーマに取り組んだ．一つは，テラヘルツ光により非線形過程を通した高速磁化制御であり，もう一つはテラヘルツ電場による電気分極の非線形応答である．Spin interaction in matter causes various spin orders. The frustration spin system shows the noncollinear spin order, in which the angle between the neighboring spins deviates from parallel. The helimagnets, in which the helical habit of spin order shows up, have been attracting much attention, because the helimagnets always produce the magnetically-induced ferroelectricity. In addition, the helimagnets exhibit the strong terahertz resonance, which is referred to as the electromagnon. In this study, we focus on the nonlinear response of the magnetization and ferroelectric polarization in helimagnets under the irradiation of intense terahertz light.強磁性体中で磁気モーメントの歳差運動が波として伝播するマグノン（スピン波）を情報伝送媒体として利用するマグノニクス技術が脚光を浴びている．現行のマグノニクス技術では，しかしながら，強磁性体をデバイスに一度組み込んだ後にマグノン伝播特性を制御することが原理的に不可能であった．本研究では，強磁性/強誘電性マルチフェロイクヘテロ構造の強誘電ドメインの電界制御技術をマグノン制御技術に応用展開することで，電界により再構成可能なマグノニクス技術を創成するための技術基盤を構築することを目的として研究を推進した．Precessional motion of magnetic moments and its transmission in a ferromagnetic material, so called magnon or spin waves, have attracted great attention for developing magnonic technology. According to the current magnonics, it was impossible to control the transmission properties of magnons in a device, once a ferromag-netic material were integrated into the device. In this study, we have explored a fundamental basis for design-ing electrically reconfigurable magnonic devices based on ferromagnetic/ferroelectric multiferroic hetero-structures and its electric controllability of ferroelectric domain structures.
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