利用光脉冲检测金属磁体表面的磁性波

利用光脉冲检测金属磁体表面的磁性波

　　日本东北大学宣布，成功利用光脉冲使金属磁体表面产生磁性波(自旋波)并成功实现高精度观测。这一成果可为将来开发使用磁性波的低功耗高速信息处理设备作出贡献。

　　磁性波是磁铁等磁体所固有的一种波，可在不伴随电荷流动的情况下传输信息，因此只要能够高速且高效产生并控制这种波，便有望开发出高速低功耗的信息处理设备。最近有实验表明，对于石榴石及铁氧体等磁性绝缘体，使用飞秒光脉冲可产生磁性波。而在应用上十分重要的金属磁体方面，以前从未有研究人员使用光脉冲使其产生磁性波并明确观察、实施定量性分析。

　　日本东北大学的研究小组此次构筑了使用双光脉冲、具有高时间分辨率的扫描型泵浦探针磁性光学显微镜。该显微镜通过使高强度的“泵浦”光脉冲聚光于试样，从半径约1微米的区域产生磁性波。同时还使用另一组微弱的“泵浦”光脉冲实施时间及空间性扫描来检测磁性的变化，由此可对产生的磁性波的传播实施时间分辨测量。

　　此次通过厚度为20纳米的铁镍合金薄膜观测了磁性波，在距离泵浦脉冲光照射区域约3微米的位置上，明确观测到了磁性波束通过的情形。另外还发现，磁性波在1500皮秒的时间内传播了约5微米。这种情况表明，利用光脉冲产生的磁性波在以每秒约3000米的速度传播。

　　该实验结果与通过理论计算预测的结果一致，定量地表明了相关情形能够通过物理机制解释，也就是说，磁性波是利用光脉冲以飞秒时间刻度瞬间加热金属磁性体时的超高速退磁现象而产生的。

　　使用此次的方法，可研究多种金属磁性材料的磁性波性质，有助于开发出以更高效率产生磁性波的材料以及以更高速度传播磁性波的材料，为这些新材料的开发作出贡献，而这些新材料将成为使用磁性波的低功耗高速信息处理设备的基础。

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