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1兆分の1秒で起きる磁気的性質の変化を観察理化学研究所(理研),ブルックヘブン国立研究所,SLAC国立加速器研究所 研究グループ

 理化学研究所(理研),ブルックヘブン国立研究所,SLAC国立加速器研究所の研究グループは, 磁性体「Sr2 IrO4」で起きる1ピコ秒(1兆分の1秒)程度の磁気的性質(スピンの配列)の変化を観察することに成功したと発表した。
 これまで,1ピコ秒程度の極短時間で起こる物質変化を観察できる手段はなく,光による物質変化のメカニズムの解析は困難だったため,より高い時間分解能を持つ計測手法が求められていた。
 同グループは,日本のX線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA」と米国の同施設「LCLS」を用いて,極短時間の発光時間を持つX線レーザーと赤外線レーザーを同期させながら計測する「時間分解共鳴X線非弾性散乱」という手法を開発した。磁性体に赤外線レーザーを照射することで起きる磁性的変化を,X線レーザーによって観察した結果,磁性体「Sr2 IrO4」における極短時間の磁気的性質の変化を捉えることに成功した。0 .3ピコ秒という時間分解能を実現し,約10ピコ秒の間に刻々と変化する磁気的性質を詳しく観察した。
 今回開発した測定手法により,物質中の磁性を表すスピンの振る舞いを詳しく解析することが可能になり,電子状態や磁気状態といった物質が持つ特性を,光で操作するための新しい一歩となり,この操作を実現すれば,光による高温超伝導体?絶縁体のスイッチングなど,将来の新奇デバイス開発などにつながると期待できるとしている。

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