未来物質領域M1コロキウム　2011年11月9日　第2発表者

発表者

齋藤 忠隆(芦田研究室)

指導教員

芦田　昌明

Title

Terahertz spectroscopy of multiferroics ferrite in search for electromagnon at room temperature

Abstract

Recently, a new kind of magnon, called electromagnon, has been attracting a lot of attention because it is excited by the electric field of light via the magnetoelectric (ME) effect. It was first observed in a multiferroic manganite (RMnO₃, R: rare earth), in which ferroelectricity and ferromagnetism are inherently coupled. However, electromagnos have been observed only at low temperatures. Moreover, high magnetic fields of several tesla could hardly alter the spectral shape of electromagnons. In 2010, a Z-type hexaferrite of Sr₃Co₂Fe₂₄O₄₁ was found to show the ME effect at room temperature. Hence, electromagnon at room temperature has been highly expected in this material. It should be noted that Ba₂Mg₂Fe₁₂O₂₂, which has with the similar crystal and the magnetic structure to those of Sr₃Co₂Fe₂₄O₄₁ was found to show the ME effect under low magnetic field and the optical absorption due to the electromagnon excitation. In this presentation, I will introduce my study in search for electromagnon at room temperature by using terahertz time-domain spectroscopy.

日本語タイトル

マルチフェロイックスにおけるエレクトロマグノン励起のテラヘルツ分光

日本語概要

最近、電気磁気効果を通じて光の電場によって励起される、エレクトロマグノンとよばれる新しいタイプの磁気励起が盛んに研究されている。 エレクトロマグノンはマルチフェロイクス物質であるマンガン酸化物において初めて発見された。 マルチフェロイクス物質とは、互いに相関する強磁性と強誘電性を併せ持つ物質である。しかし、当初エレクトロマグノンは低温でしか観測されなかった。 また、数T(テスラ)という強い磁場を印加しないとスペクトルを変調することができなかった。
2010年に、Z型六方晶フェライトであるSr₃Co₂Fe₂₄O₄₁が室温で電気磁気効果を示すことがわかった。 そのため、この物質において初めて室温でエレクトロマグノンが観測されるのではないかという期待が高まっている。 それは、類似の結晶構造と磁気構造をもつY型フェライトBa₂Mg₂Fe₁₂O₂₂においては、数十mTでの電気磁気効果と低温でのエレクトロマグノンが既に観測されているからでもある。
本発表では、室温でのエレクトロマグノン励起の発現を目指したテラヘルツ時間領域分光の研究について紹介する。

References

N. Kida, S. Kumakura, S. Ishiwata, Y. Taguchi, and Y. Tokura, Phy.Rev. B 83 064422 (2011).
N. Kida, D. Okuyama, S. Ishiwata, Y. Taguchi, R. Shimano, K. Iwasa, T. Arima, and Y. Tokura, Phys. Rev. B 80, 220406(R) (2009).
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