MOKE(スピントロニクス)

 

東京大学との共同研究で開発された、超高速スピントロニクスまたはオプトスピントロニクスを中心とした物質科学研究のための実験装置です。光学レーザーと組み合わせてフェムト秒の時間分解測定が可能です。また、軟X線ナノ集光ミラーと組み合わせることで、ナノメートルの空間分解能で測定することも可能です。

 

※この装置は、SACLA基盤開発プログラムの課題(代表者:東京大学 松田巌准教授)として開発されました。

 

 

 

Co/Ptの時間分解共鳴磁気光学カー効果の観測

 

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参考文献:
K. Yamamoto et al., Appl. Phys. Lett. 116, 172406 (2020).

 

特徴

 

 

時間分解能:<70 fs
温度:15K ~ 室温
外部磁場:-0.3 T ~ 0.3 T
Operando計測

 

 

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XFELパラメータ

 

 

光子エネルギー(基本波) 40-150 eV
パルスエネルギー ~80 uJ
エネルギー幅(ΔE/E) ~3%
繰り返しレート 60 Hz

 

 

 

参考文献:
S. Owada et al., J. Synchrotron Rad., 25, 282 (2018).

 

 

 

X線集光特性

 

 

Optical parameters (KB mirrors) Vertical Horizontal
Surface coating Carbon Carbon
Substrate size 600 × 50 × 50 mm 600 × 50 × 50 mm
Glancing angle 1.5 deg 1.5 deg
Focal length 2.00 m 2.65 m
Distance from source 85 m 85 m
Spatial acceptance 15.1 mm 15.1 mm
Typical focal size @100eV ~5 µm FWHM ~5 µm FWHM

 

 

 

参考文献:
S. Owada et al., J. Synchrotron Rad., 25, 282 (2018).

 

 

 

光学レーザー特性

 

 

 

  基本波 2倍波 3倍波 4倍波
Wavelength 800 nm 400 nm 267 nm 200 nm
Pulse Energy (Max.) ~12 mJ ~0.5 mJ ~0.2 mJ ~0.02 mJ
Pulse Duration ~40 fs ~30 fs ~50 fs  
Rep. Rate 60 Hz 60 Hz 60 Hz 60 Hz

 

 

上記に加え、光パラメトリック増幅器(OPA: Optical Parametric Amplifier)からの光を利用可能です。使用可能な波長域は0.25-2.6 µmで、下図のようにパルスエネルギーは波長に依存します。

 

 

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SACLAスタッフが行うこと

 

  • ・共用装置のセットアップ
  • ・FELスペクトル、光軸調整
  • ・同期レーザーの光軸調整、強度調整
  • ・高速PDを使用した、FELと同期レーザーの時間合わせ(30 ps程度の精度)

 

 

ユーザーが各自で行うこと

 

  • ・XFELと同期レーザーの空間合わせ
  • ・XFELと同期レーザーの時間合わせ

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