らせんに巻いた电子スピンによる巨大な光のアイソレーター効果 ギガヘルツ?テラヘルツ帯电磁波制御素子の実証
东京大学大学院工学系研究科の高桥阳太郎 特任准教授、木林骏介大学院生(当时)、十仓好纪 教授および理化学研究所创発物性科学研究センターの関真一郎 ユニットリーダーらの研究グループは、物质中に生じるらせん型に配列した电子スピンが、光の进行する向きに依存して光吸収を大きく変化させる机能性を有していることを発见しました。

© 2014 Youtarou Takahashi.
らせん型のスピン配列を持つ物质に対してエレクトロマグノンに共鸣した光を当てた时、左から入射する光に対しては透明であるが、右から入射した光は吸収される。
研究グループは、らせん型に电子スピンが配列したとき、ギガヘルツからテラヘルツの周波数帯にエレクトロマグノンと呼ばれるスピンの集団运动が现れることを発见しました。さらに、らせん型のスピン配列が持つ「磁性」と「カイラリティ」という二つの性质によって、エレクトロマグノンが巨大な磁気カイラル効果を示すことを明らかにしました。磁気カイラル効果によって、光の进行方向に依存して吸収係数を最大400%変化させることに成功しました。
将来の大容量通信等さまざまな応用が期待されている高周波のギガヘルツ帯からテラヘルツ帯では、光(电磁波)の制御のための技术开発が行われています。この结果は光(电磁波)を一方向にのみ通す素子(アイソレーター)や、物质の光吸収を外部の电场や磁场で操作可能な光(电磁波)制御素子としての展开が期待できます。
论文情报
S. Kibayashi, Y. Takahashi, S. Seki and Y. Tokura,
“Magnetochiral dichroism resonant with electromagnons in a helimagnet”,
Nature Communications 5: 4583 Online Edition: 2014/8/1 (Japan time), doi: 10.1038/ncomms5583.

