1: 2015/07/07(火) 22:28:46.01 ID:???.net
光による磁気弾性波の発生と磁区の駆動に成功 | 理化学研究所
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光による磁気弾性波の発生と磁区の駆動に成功 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
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図1 鉄ガーネット薄膜中に発生した球面波状の磁気弾性波
中央に直径4 μmに集光したフェムト秒レーザー光を鉄ガーネット薄膜に照射すると、縦波、横波の格子振動とスピン波が結合した磁気弾性波が発生し音速で伝搬する。図は磁気弾性波発生から6ナノ秒後。

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図2 磁気弾性波発生の模式図と磁区駆動の磁気光学顕微鏡写真
磁気弾性波を発生しながら集光したレーザー光を走査することにより、磁壁、磁区を引っ張ることができる(左)。磁気光学顕微鏡で観測した直径数マイクロメートルの磁気バブルドメインを駆動した様子(右)。


従来の磁気メモリーデバイスは、電流をコイルに流して磁界を発生させ、磁性体の磁化の向きを反転させてデータを書き換えるものでした。しかし、磁気メモリの構造の微細化・高密度化に伴って消費エネルギーが増大する問題が出てきています。このため、金属磁性体の「磁区」と呼ばれる磁化の向きが一様にそろった領域とそれに隣接する領域の間の境界領域である「磁壁」を、電子スピンを注入することによって駆動し、磁化を反転させてデータ書き換えを行おうとする試みが行われています。

しかし、この方法は、電流の流れない磁性絶縁体には不向きです。そこで、金属磁性体、磁性絶縁体の双方に適用できるスピン波(電子スピンの整列の乱れが、スピン間の相互作用によって結晶内を伝わっていく波)を使い、磁化の反転や磁壁の駆動を可能にして省エネデバイスを作ろうという動きが出てきました。

理研の研究チームは、パルス幅が約百フェムト秒(100兆分の1秒)のフェムト秒レーザーを磁性絶縁体である「鉄ガーネット薄膜」に照射し、スピン波と結晶中の原子の振動の結合波である「磁気弾性波」を発生させることに成功しました。フェムトレーザーの波長は、鉄ガーネット薄膜が吸収しない近赤外線領域のため、光吸収によるエネルギー消費がありません。

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引用元: 【技術/電磁気学】フェムト秒レーザーによる磁気弾性波の発生と磁区の駆動に成功 光による高速磁気メモリ制御の実現へ前進 理研

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