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【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科　物理学専攻　助教　石井祐太

〇多元物质科学研究所　构造材料物性研究分野　教授　木村宏之

【発表のポイント】

• 放射光X线パルスの高繰返し発生特性を活かして、従来よりも10倍以上高いサンプリング周波数で计测可能な时间分解软X线计测技术を実现。

• 光照射后100亿分の1秒后に生じるマルチフェロイック材料^（※1）の磁気特性変化を高精度に観测することに成功。
• これにより超高速に変化する物质の电気?磁気的な特性を高精度に计测することが可能となり、次世代超高速スイッチング?通信デバイスの研究开発が飞跃的に加速。

【概要】

物质の电気?磁気的な特性を超高速で制御する技术は、次世代超高速スイッチング?通信デバイスへの応用展开への可能性を秘めているため、世界中で精力的に研究が进められています。

高エネルギー加速器研究機構(KEK)物質構造科学研究所の深谷亮特任助教、足立純一講師、中尾裕則准教授、野澤俊介准教授、東北大学大学院理学研究科の石井祐太助教、東北大学多元物質科学研究所の木村宏之教授、KEKの足立伸一理事らを中心とした共同研究グループは、放射光X線のメガ（メガ＝100万）ヘルツ（MHz）オーダーの高繰返し発生特性と先端レーザー装置を組み合わせることで、従来よりも10倍以上高いサンプリング周波数で計測可能な、時間分解共鳴軟X線散乱実験装置（図1）を開発しました。さらに、レーザー光照射后およそ100ピコ（ピコ＝1兆分の1）秒后に生じるマルチフェロイック材料の磁気特性の変化を、高精度に観測することに成功しました。この装置開発により、これまで信号が微弱で計測が困難であった物質においても時間分解共鳴軟X線散乱実験が実施可能となり、物質の電気?磁気特性の超高速制御技術を利用した次世代超高速スイッチング?通信デバイスの開発研究が飛躍的に加速されることが期待されます。

この研究成果は、国際科学雑誌「Journal of Synchrotron Radiation」に2022年10月6日にオンライン掲載されました。

図1：　放射光実験施设(笔贵)の叠尝-16础ビームラインに构筑した高速サンプリング时间分解共鸣软齿线散乱実験装置の写真。レーザーシステムから出射されたレーザー光を共鸣软齿线散乱実験用真空中2轴回折计に导入し、试料に照射することにより変化した共鸣软齿线散乱信号を検出する。

【用语解説】

※1．マルチフェロイック材料
电気と磁気に対して强く応答する材料の総称。通常の材料は、电场で电気的特性を、磁场で磁気特性を制御するが、この材料は磁场による诱电性制御や电场による磁性制御など、通常とは异なる物性制御が実现可能である。この特性を利用して、画期的な机能を持った电気磁気デバイスや新しい动作原理のスイッチングデバイスなど、従来の技术では困难であった新たな机能性の创出が期待されている。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

＜研究内容に関すること＞
東北大学大学院理学研究科 物理学専攻
助教 石井 祐太
Tel: 022-795-5600
E-mail： yuta.ishii.c2*tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）

東北大学多元物質科学研究所 教授 木村 宏之
Tel: 022-217-5352
E-mail： hiroyuki.kimura.b5*tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）

＜报道に関すること＞
東北大学大学院理学研究科 広報?アウトリーチ支援室
Tel: 022-795-6708
E-mail： sci-pr*mail.sci.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）

东北大学多元物质科学研究所広报情报室
Tel: 022-217-5198
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（*を蔼に置き换えてください）