ノイズこそが信号だった!磁石の量子化を測定する新提案 ~光ポンププローブ法を用いた磁化ノイズ測定で量子化を直接観測~

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2025-03-2-13 東京大学,慶應義塾大学,科学技術振興機構

ノイズこそが信号だった!磁石の量子化を測定する新提案 ~光ポンププローブ法を用いた磁化ノイズ測定で量子化を直接観測~
本研究成果の模式図

東京大学物性研究所の研究チームは、光ポンププローブ法を用いて磁化ノイズを測定し、磁石の量子化を直接観測する新しい手法を提案しました。 従来、磁石の量子化は間接的にしか観測できませんでしたが、この手法により直接的な観測が可能となりました。これにより、磁性体の量子特性の理解が深まり、スピントロニクスなどの新しい技術の開発が期待されます。

<関連情報>

パルス光によって励起されるスピンダイナミクスのゆらぎ Fluctuations in Spin Dynamics Excited by Pulsed Light

Tetsuya Sato, Shinichi Watanabe, Mamoru Matsuo, and Takeo Kato
Physical Review Letters  Published: 12 March, 2025
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.106702

Abstract

We theoretically investigate nonequilibrium spin fluctuations in a ferromagnet induced by a light pulse. Using a Lindblad equation consistent with the Landau-Lifshitz-Gilbert equation, we compute the autocorrelation function of magnetization. Our analysis reveals that this function comprises both thermal and nonequilibrium components. To examine the latter in detail, we introduce a Fano factor similar to nonequilibrium current noise in electronic circuits. We demonstrate that this factor encapsulates insights into the transfer of spin units to the environment. Our findings lay the groundwork for nonequilibrium spin noise spectroscopy, offering valuable insights into spin relaxation dynamics.

1700応用理学一般
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