본 연구에서는 극초고속 시간 대역의 자성 동역학을 탐구하기 위해, 시간 분해능을 가진 주사식 광자기 현미경을 개발하였다. 타이타늄:사파이어 레이저를 펌프-프루브 방식으로 사용하여, 0.1 피코초의 시간 분해능을 확보하였다. 이를 이용하여 Co 층의 두께를 바꾸어가며 Pt/Co/Pt 자성 박막 시료에서의 자성 동역학을 측정하였다. 펌프 레이저로 시료를 직접 가열하는 경우, 모든 시료는 수 피코초 내에 탈자화가 일어났다. Co 층이 두꺼운 두 시료에서는 자화의 세차 운동을 관측할 수 있었고, 란다우-리프쉬츠-길버트 방정식으로부터 각 시료의 길버트 감쇠 상수를 구하였다.
We developed a time-resolved magneto-optical Kerr effect microscope system to investigate ultrafast magnetization dynamics. Based on the pump-probe method, 0.1-ps time resolution was achieved by use of a fs Ti:Sapphire laser. The magnetization dynamics was then measured on Pt/Co/Pt thin films with various Co thicknesses. All the samples exhibited ultrafast demagnetization within a few ps by direct heating of pump laser. Some thicker samples showed precessional motion of magnetization, from which the Gilbert damping constant was determined based on the Landau-Lifshitz-Gilbert equation.
