特任教授　粟野 博之

主な研究内容・成果

①光によるスピン制御

光を集光レンズで磁性薄膜に照射すると局所的な温度分布が生じる。この温度分布に従って電子流を作ることが出来る。通常、この電子流には上向きスピンと下向きスピンが同数混在しているが、このスピンの方向は磁性薄膜の磁化極性で制御できる。したがって、磁化極性の異なる境界部分にレーザー光を照射すると、上向きスピンと下向きスピンを互いに逆向きに流すことが出来る。すなわち、電荷の移動はなく（ジュール損失が無い）、スピン情報だけを一方向に流す純スピン流を創成できる。一般にこのスピン起電力は磁化の大きさに比例するが、少ない磁化でも大きなスピン起電力を生成できることを見出した。

②スピンオービトロニクスの光検出

右回り円偏光と左回り円偏光を重ね合わせると直線偏光を作ることが出来る。この直線偏光を磁性薄膜に照射すると磁化方向によってこの直線偏光は回転する。磁性薄膜に直線偏光を照射し、その反射光の偏光が回転する現象を磁気光学Kerr効果と呼ぶ。一方、重い原子核近傍を電子が通過するとその軌道と電子のスピンは相互作用する。これをスピン軌道相互作用と呼ぶが、磁性薄膜と重金属を重ねたヘテロ界面でこのスピン軌道相互作用が大きく働く新しい現象が注目を集めている。このスピン軌道を利用したエレクトロニクスをスピンオービトロニクスと言う。これまで試料への電流印加でこの検出が行われてきたが、テラヘルツ等光の領域での効果も明らかにする必要がある。そこで、この界面効果の磁気光学測定を行った。対称構造の場合このヘテロ界面の影響はキャンセルするが、非対称構造の場合にはキャンセルせずに大きな効果が残ることを光で検出することができた。