磁性体超薄膜テラヘルツ光源および高空間分解能テラヘルツイメージングの開発

世界最薄のテラヘルツ光源によるテラヘルツ分光イメージング

研究室で、厚さ数nmの金属磁性体による、高強度・広帯域テラヘルツ光源の開発を行っています。　テラヘルツイメージングでの利用に向けて、大口径のテラヘルツ光源の開発を行っています。　　磁性体超薄膜テラヘルツ光源と合わせて、高空間分解能のテラヘルツイメージングシステムの開発を行いました。

左の写真は、テラヘルツ分光イメージングシステム
右の写真は、磁性体素子を作製しているマグネトロンスパッタリング

Co/Pt テラヘルツ光源の成果については、下記の論文で報告しています。

1. H. Qiu, K. Kato, K. Hirota, N. Sarukura, M. Yoshimura, and M. Nakajima,
Optics Express 26, 15247-15254 (2018).　
https://doi.org/10.1364/OE.26.015247

2. H. Qiu, L. Wang, Z. Shen, K. Kato, N. Sarukura, M. Yoshimura, W. Hu, Y. Lu, M. Nakajima,
Applied Physics Express 11, 092101-1~4 (2018).　
https://doi.org/10.7567/APEX.11.092101


2022年度には、Fe/Pt 磁性体超薄膜テラヘルツ光源の開発を行っており、下記の研究成果発表を実施しています。　。

発表論文
“Optimum Excitation Wavelength and Photon Energy Threshold for Spintronic”
Terahertz Emission from Fe/Pt Bilayer", V. K. Mag-usara, M. C. Escano, C. E. Petoukhoff, G. Torosyan, L. S. J. Madeo, J. Afalla, M. L. Talara, J. E. Muldera, H. Kitahara, D. R. Bacon, M. Nakajima, K. Dani, E. Th. Papaioannou, R. Beigang, and M. Tani, iScience, accepted (2022).


学会発表
1. “Pt/Fe On Plano-convex Glass Substrate As A Terahertz Emitter With Built-in Focusing Lens For Spintronic Terahertz Radiation”, V.K. Mag-usara, S. Tetsukawa, S. Liu, V.C. Agulto, M. Nishitani, M. Tani, M. Nakajima, 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2021) Aug. 29- Sep.3 2021, (WE-PO-79 5103232, 9/1), (Online conference).
2. “Spintronic Terahertz Emission And Magnetic Anisotropy Of Epitaxial Platinum Heterostructures On MgO(110) Substrate”, S. Tetsukawa, V.K. Mag-usara, V. Agulto, M. Kohda, R. Thompson, H. Gamou, Y. Du, S. Karube, M. Tani, M. Asakawa, M. Nakajima, 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2021) Aug. 29- Sep.3 2021, (WE-PO-59 5103571, 9/1), (Online conference).
3. “Pt/Fe Heterostructure on Plano-convex Glass Lens Substrate as a Self-focusing Spintronic Terahertz Emitter Device", V. K. Magusara, S. Tetsukawa, S. Liu, V. Agulto, M. Nishitani, M. Tani, M. Nakajima, JSAP-OSA Joint Symposia 2021 [Oral, 12p-N405-8], 2021.9.10-13, (Online), (Optical Society of America, 2021),
4. “Azimuthal angle dependence of terahertz emission intensity for the epitaxial magnetic heterostructure", M. Nakajima, T. Shoei, Liu Shuang, T. Matsunaga, V. Mag-usara, V. Agulto, M. Kohda, T. Ryan, H. Gamou, Y. Du, S. Karube, J. Nitta, M. Asakawa, and M. Tani, JSAP-OSA Joint Symposia 2021 [Oral, 12p-N405-7], 2021.9.10-13, (Online), (Optical Society of America, 2021).
5. “ITO構造を利用した磁性体超薄膜テラヘルツ光源の高強度化”,第69回日本応用物理学会春季学術講演会, (口頭発表、3/25, 25p-D315-7) (Hybrid, 青山学院大学, 2022.3.22-26), 松永 大陽, 江尻 宏平, 劉 爽, 鐡川 憧英, V. K. Mag-usara, V. C. Agulto, 西谷 彰二朗, 西谷 幹彦, 吉村 政志, 中嶋 誠.

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大阪大学レーザー科学研究所　　 中嶋 誠