リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

リケラボ 全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索するならリケラボ論文検索大学・研究所にある論文を検索できる

大学・研究所にある論文を検索できる 「Ultrafast Optomagnonics in Ferrimagnetic Multi-Sublattice Garnets」の論文概要。リケラボ論文検索は、全国の大学リポジトリにある学位論文・教授論文を一括検索できる論文検索サービスです。

コピーが完了しました

URLをコピーしました

論文の公開元へ論文の公開元へ
書き出し

Ultrafast Optomagnonics in Ferrimagnetic Multi-Sublattice Garnets

佐藤 琢哉 Takuya Satoh 東京工業大学 DOI:https://doi.org/10.7566/JPSJ.90.081008

2021.07.14

概要

This review discusses the ultrafast magnetization dynamics within the gigahertz to terahertz frequency range in ferrimagnetic rare-earth iron garnets with different substitutions. In these garnets, the roles of spin–orbit and exchange interactions have been detected using femtosecond laser pulses via the inverse Faraday effect. The all-optical control of spin-wave and Kaplan– Kittel exchange resonance modes in different frequency ranges is shown. Generation and localization of the electric field distribution inside the garnet through the metal-bound surface plasmon-polariton strongly enhance the amplitude of the exchange resonance modes. The exchange resonance mode in yttrium iron garnets was observed using circularly polarized Raman spectroscopy. The results of this study may be utilized in the development of a wide class of optomagnonic devices in the gigahertz to terahertz frequency range.

この論文で使われている画像

参考文献

1) E. Beaurepaire, J.-C. Merle, A. Daunois, and J.-Y. Bigot, Phys. Rev. Lett. 76, 4250 (1996).

2) A. Kirilyuk, A. V. Kimel, and Th. Rasing, Rev. Mod. Phys. 82, 2731 (2010).

3) S. O. Demokritov, V. E. Demidov, O. Dzyapko, G. A. Melkov, A. A. Serga, B. Hillebrands, and A. N. Slavin. Nature 443, 430 (2006).

4) Y. Kajiwara, K. Harii, S. Takahashi, J. Ohe, K. Uchida, M. Mizuguchi, H. Umezawa, H. Kawai, K. Ando, K. Takanashi, S. Maekawa, and E. Saitoh, Nature 464, 262 (2010).

5) H. Kurebayashi, O. Dzyapko, V. E. Demidov, D. Fang, A. J. Ferguson, and S. O. Demokritov, Nat. Mater. 10, 660 (2011).

6) V. I. Belotelov, I. A. Akimov, M. Pohl, V. A. Kotov, S. Kasture, A. S. Vengurlekar, V.G. Achanta, D. R. Yakovlev, A. K. Zvezdin, and M. Bayer. Nat. Nanotechnol. 6, 370 (2011).

7) I. Radu, K. Vahaplar, C. Stamm, T. Kachel, N. Pontius, H. A. Dürr, T. A. Ostler, J. Barker, R. F. L. Evans, R. W. Chantrell, A. Tsukamoto, A. Itoh, A. Kirilyuk, Th. Rasing, and A. V. Kimel. Nature 472, 205 (2011).

8) C-H. Lambert, S. Mangin, B. S. D. Ch. S. Varaprasad, Y. K. Takahashi, M. Hehn, M. Cinchetti, G. Malinowski, K. Hono, Y. Fainman, M. Aeschlimann, and E. E. Fullerton, Science 345, 1337 (2014).

9) F. Hansteen, A. Kimel, A. Kirilyuk, and Th. Rasing, Phys. Rev. B 73, 014421 (2006).

10) T. Satoh, Y. Terui, R. Moriya, B. A. Ivanov, K. Ando, E. Saitoh, T. Shimura, and K. Kuroda. Nat. Photonics 6, 662 (2012).

11) F. Atoneche, A. M. Kalashnikova, A. V. Kimel, A. Stupakiewicz, A. Maziewski, A. Kirilyuk, and Th. Rasing, Phys. Rev. B 81, 214440 (2010).

12) A. Stupakiewicz, K. Szerenos, D. Afanasiev, A. Kirilyuk, and A.V. Kimel, Nature 542,71 (2017).

13) A. Stupakiewicz, K. Szerenos, M. D. Davydova, K. A. Zvezdin, A. K. Zvezdin, A. Kirilyuk, and A. V. Kimel, Nat. Commun. 10, 612 (2019).

14) C. D. Stanciu, F. Hansteen, A. V. Kimel, A. Kirilyuk, A. Tsukamoto, A. Itoh, and Th. Rasing, Phys. Rev. Lett. 99, 047601 (2007).

15) A. V. Kimel, A. Kirilyuk, P. A. Usachev, R. V. Pisarev, A. M. Balbashov, and Th. Rasing, Nature 435, 655 (2005).

16) A. R. Khorsand, M. Savoini, A. Kirilyuk, A. V. Kimel, A. Tsukamoto, A. Itoh, and Th. Rasing, Phys. Rev. Lett. 108, 127205 (2012).

17) M. Faraday, Faraday’s Diary (G. Bell and Sons, 1933) Vol. IV.

18) L. P. Pitaevskii, Sov. Phys. JETP 12, 1008 (1961).

19) P. S. Pershan, Phys. Rev. 130, 919 (1963).

20) A. M. Kalashnikova, A. V. Kimel, R. V. Pisarev, V. N. Gridnev, A. Kirilyuk, and Th. Rasing, Phys. Rev. Lett. 99, 167205 (2007).

21) P. S. Pershan, J. P. van der Ziel, and L. D. Malmstrom, Phys. Rev. 143, 574 (1966).

22) Landolt-Börnstein, Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology (Springer, Berlin, 1991) New Series, Group III, 27/e.

23) M. Deb, E. Popova, A. Fouchet, and N. Keller, Phys. Rev. B 87, 224408 (2013).

24) S. Wittekoek, T. J. A. Popma, J. M. Robertson, and R. F. Bongers, Phys. Rev. B 12, 2777 (1975).

25) P. Hansen and J.-P. Krumme, Thin Solid Films 114, 69 (1984).

26) S. Parchenko, A. Stupakiewicz, I. Yoshimine, T. Satoh, and A. Maziewski. Appl. Phys. Lett. 103, 172402 (2013).

27) S. Parchenko, T. Satoh, I. Yoshimine, F. Stobiecki, A. Maziewski, and A. Stupakiewicz. Appl. Phys. Lett. 108, 032404 (2016).

28) W.-H. Hsu, K. Shen, Y. Fujii, A. Koreeda, and T. Satoh, Phys. Rev. B 102, 174432 (2020).

29) A. H. M. Reid, A. V. Kimel, A. Kirilyuk, J. F. Gregg, and Th. Rasing, Phys. Rev. Lett.105, 107402 (2010).

30) J. Kaplan and C. Kittel, J. Chem. Phys. 21, 760 (1953).

31) R. K. Wangsness, Phys. Rev. 91, 1085 (1953).

32) C. Kittel, Phys. Rev. 73, 155 (1948).

33) M. J. Hurben and C. E. Patton, J. Magn. Magn. Mater. 163, 39 (1996).

34) F. M. Johnson and A. H. Nethercot, Jr., Phys. Rev. 114, 705 (1959).

35) G. S. Heller, J. J. Stickler, and J. B. Thaxter, J. Appl. Phys. 32, S307 (1961).

36) A. G. Gurevich, Magnetization Oscillations and Waves (CRC Press, Boca Raton, FL, 1996).

37) K. P. Belov, A. K. Zvezdin, A. M. Kadomtseva, R. Z. Levitin, Orientational Transitions in Rare-earth Magnets (Nauka, Moscow, 1979).

38) V. V. Temnov, Nat. Photonics 6, 728 (2012).

39) J. Y. Chin, T. Steinle, T. Wehlus, D. Dregely, T. Weiss, V. I. Belotelov, B. Stritzker, and H. Giessen, Nat. Commun. 4, 1599 (2013).

40) A. L. Chekhov, A. I. Stognij, T. Satoh, T. V. Murzina, I. Razdolski, and A. Stupakiewicz, Nano Lett. 18, 2970 (2018).

41) V. Cherepanov, I. Kolokolov, and V. L’vov, Phys. Rep. 229, 81 (1993).

42) A. V. Chumak, V. I. Vasyuchka, A. A. Serga, and B. Hillebrands, Nat. Phys. 11, 453 (2015).

43) V. V. Kruglyak, S. O. Demokritov, and D. Grundler, J. Phys. D 43, 264001 (2010).

44) Y. Tabuchi, S. Ishino, T. Ishikawa, R. Yamazaki, K. Usami, and Y. Nakamura, Phys. Rev. Lett. 113, 083603 (2014).

45) G. E. W. Bauer, E. Saitoh, and B. J. van Wees, Nat. Mater. 11, 391 (2012).

46) J. Barker and G. E. W. Bauer, Phys. Rev. Lett. 117, 217201 (2016).

47) L.-S. Xie, G.-X. Jin, L. He, G. E. W. Bauer, J. Barker, and K. Xia, Phys. Rev. B 95,014423 (2017).

48) Y. Liu, L.-S. Xie, Z. Yuan, and K. Xia, Phys. Rev. B 96, 174416 (2017).

49) K. Shen, New J. Phys. 20, 043025 (2018).

50) J. Barker and G. E. W. Bauer, Phys. Rev. B 100, 140401(R) (2019).

51) J. S. Plant, J. Phys. C 10, 4805 (1977).

52) A. J. Princep, R. A. Ewings, S. Ward, S. Tóth, C. Dubs, D. Prabhakaran, and A. T. Boothroyd, npj Quantum Mater. 2, 63 (2017).

53) S.-i. Shamoto, T. U. Ito, H. Onishi, H. Yamauchi, Y. Inamura, M. Matsuura, M. Akatsu,K. Kodama, A. Nakao, T. Moyoshi, K. Munakata, T. Ohhara, M. Nakamura, S. Ohira- Kawamura, Y. Nemoto, and K. Shibata, Phys. Rev. B 97, 054429 (2018).

54) Y. Nambu, J. Barker, Y. Okino, T. Kikkawa, Y. Shiomi, M. Enderle, T. Weber, B. Winn,M. Graves-Brook, J. M. Tranquada, T. Ziman, M. Fujita, G. E. W. Bauer, E. Saitoh, and K. Kakurai, Phys. Rev. Lett. 125, 027201 (2020).

55) E. E. Anderson, Phys. Rev. 134, A1581 (1964).

56) P. A. Fleury and R. Loudon, Phys. Rev. 166, 514 (1968).

57) H. Le Gall and J. P. Jamet, Phys. Status Solidi B 46, 467 (1971).

58) W. Wettling, M. G. Cottam, and J. R. Sandercock, J. Phys. C 8, 211 (1975).

59) A. S. Borovik-Romanov and N. M. Kreines, Phys. Rep. 81, 351 (1982).

60) R. Hisatomi, A. Noguchi, R. Yamazaki, Y. Nakata, A. Gloppe, Y. Nakamura, and K. Usami, Phys. Rev. Lett. 123, 207401 (2019).

61) A. P. Cracknell, J. Phys. C 2, 500 (1969).

62) R. L. Douglass, Phys. Rev. 120, 1612 (1960).

参考文献をもっと見る