Optomagnonic Barnett effect

光学的マグノンバーネット効果

仲田 光樹   

Nakata, Koki

フェリ磁性体に円偏光を照射させると非平衡マグノン凝縮体を創出できることを理論的に示した。従来の力学的回転によるバーネット効果との類似性に基づき、光学的マグノンバーネット効果と位置づけられるこの巨視的量子現象の生成機構を明らかにした。この技術を活用することにより、従来よりはるかに高周波数のコヒーレントマグノンを活用することができるようになり、スピンJosephson効果等の巨視的量子干渉効果を活用したスピン輸送・スピントロニクス技術への応用が期待できる。

Combining the technologies of quantum optics and magnonics, we find that the circularly polarized laser can dynamically realize the quasiequilibrium magnon Bose-Einstein condensates (BEC). The Zeeman coupling between the laser and spins generates the optical Barnett field. We show that the optical Barnett field develops the total magnetization in insulating ferrimagnets with reversing the local magnetization, which leads to the quasiequilibrium magnon BEC. This laser-induced magnon BEC transition through optical Barnett effect, dubbed the optomagnonic Barnett effect, provides an access to coherent magnons in the high frequency regime of the order of terahertz. The optomagnonic Barnett effect is a key ingredient for the application to spintronics (e.g., spin Josephson effect).