公益財団法人高輝度光科学研究センター(JASRI)、大阪大学大学院基礎工学研究科(阪大院基礎工)、東北大学(東北大)、大阪大学大学院工学研究科(阪大院工)、日本大学(日本大)、および愛知医科大学(愛知医大)は共同で、磁性合金薄膜にパルス光※1を照射することにより、これまでにない巨大な磁気の波が生成されることを発見しました。この成果は、磁気の変調を利用した素子や通信デバイスの開発に寄与するものと期待されます。

近年、物質の電子とスピン※2の両方の自由度を活用する電子工学「スピントロニクス」が精力的に研究されており、その中で、物質中に磁気の波(スピン波※3)を発生させて情報伝達に利用するという新規技術の応用が期待されています。

この研究では、大型放射光施設SPring-8※4の瞬時に光る放射光を用いて、レーザーパルス光をGd–Fe–Co合金と呼ばれる磁性体の薄膜に照射した直後のスピンの振る舞いを「時間・空間に分けて」観測したことにより、これまでの10倍程度の振幅を持つ「巨大な」スピン波を発見し、直接的に観測することに成功しました。

パルス光を用いてスピン波が励起される現象自体はこれまでも知られていましたが、これまでにない巨大な現象として観測できたことで、スピン波を用いた磁気通信技術の実用化に寄与するものと期待されます。

今回の研究成果は、JASRI(大河内拓雄研究員、木下豊彦主席研究員、中村哲也副主席研究員、小嗣真人研究員(現:東京理科大学))、阪大院基礎工(菅滋正名誉教授(現:ドイツ ユーリッヒ研究センター)、関山明教授、藤原秀紀助教)、東北大(角田匡清准教授、高橋宏和大学院生 (現:TDK株式会社))、ドイツ ユーリッヒ研究センター(Claus. M. Schneider教授、Roman Adam研究員)、阪大院工(笠井秀明名誉教授(現:明石工業高等専門学校)、坂上護特任教授(現:フィリピン デ・ラ・サール大学)、Elvis F. Arguelles大学院生)、日本大(塚本新教授)、愛知医大(黒田寛人教授)のグループの共同研究によるもので、2017年9月12日(英国時間)に物理系学術誌刊行センターが刊行するApplied Physics Express誌にオンライン掲載されました。