스핀 광전류의 시공간 테라헤르츠 나노현미경
나노 규모에서 초고속 스핀 및 전하 광전류를 포착하는 것은 물리학 및 공학의 기초 연구와 새로운 스핀-궤도 전자 장치와 같은 미래 응용 분야에 필수적입니다. 전자의 에너지, 선형 운동량, 각 운동량 변화에 의해 구동되는 근본적인 동역학에 접근하려면 펨토초 및 나노미터와 같은 고유한 시공간 규모에서 탐색해야 하지만, 이러한 동시 해상도를 달성하는 실험적 접근 방식은 드물고 기기적으로 까다롭습니다. 근접장 탐침은 초고속 및 나노미터 해상도를 결합하는 유망한 플랫폼을 제공하며, 일반적으로 면외 전기장에 대한 높은 민감도를 가집니다. 그러나 이 기술을 면내 초고속 결합 스핀 및 전하 전류에 적용하는 연구는 거의 이루어지지 않았습니다. 본 연구에서는 주사 탐침 현미경을 사용하여 광여기된 광섬유 결합 스핀트로닉 테라헤르츠 방출기(STE)의 시공간 테라헤르츠(THz) 방출 나노현미경(TEN)을 수행함으로써 이 간극을 메웠습니다. 우리는 근접장 THz 신호의 예상치 못한 쌍극자 공간 진화를 발견했으며, 이는 면내 스핀 구동 전하 전류에서 발생하는 면외 전기장에서 비롯됨을 보여주었습니다. 이러한 발견은 TEN이 초고속 스핀 구동 면내 전하 전류에 민감한 이유를 설명합니다. 본 연구 결과는 TEN이 결합된 나노 규모 THz 전하 및 스핀 동역학의 시공간 매핑을 위한 완전한 벡터 탐침이 될 수 있는 길을 열어줍니다. 이는 2D 물질의 초고속 스핀 수송부터 스핀트로닉 테라헤르츠 방출기(STE)의 스핀-전하 변환에 이르기까지 다양한 응용 분야에 매우 중요합니다.