2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of nanogranular films with giant Faraday effect
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20H02468
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| Research Institution | Research Institute for Electromagnetic Materials |
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Principal Investigator |
小林 伸聖 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局, 研究員 (70205475)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
薮上 信 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00302232)
池田 賢司 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局, 研究員 (40769569)
増本 博 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授 (50209459)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノグラニュラー / 磁気光学効果 / ファラデー効果 / 磁性薄膜 / 磁気誘電効果 / 多機能性 / 透明強磁性 / フッ化物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁気光学効果であるファラデー効果を示す材料は、光アイソレーターに代表されるように、様々な光デバイス、とりわけ光通信システムに広く用いられ、先端情報技術には必須となっている。しかしながら、1972年にビスマス鉄ガーネット(Bi-YIG)が発見されて以来、Bi-YIGを超える大きなファラデー効果を有する物質は見つかっていない。さらに、光学デバイスの小型化および集積化のためには、磁気光学材料の微細化・薄膜化が必須であるが、Bi-YIGを薄膜化すると特性が大きく劣化してしまう。本研究の提案する、セラミックスと微細な磁性グラニュールから成るナノグラニュラー膜は、光通信波長帯においてBi-YIGの40倍もの大きなファラデー効果を示す。本研究では、ナノグラニュラー膜において、膜組成や作製方法を検討することによって、大きな光透過性と大きなファラデー効果、すなわち性能指数の優れた材料、さらには従来材料に対する新たな優位性を発揮する材料の開発を目指す。
本年度は、ナノグラニュラー膜の集積フォトニクス等の光デバイスへ応用を考慮し、大きい磁気光学効果に加え光導波路のコア材として用いるための高い屈折率の実現、また微細加工性への可能性を検討した。本課題に対し、高屈折率を有し半導体プロセスにおける微細加工技術が蓄積されているSi3N4をマトリックスに採用したナノグラニュラー膜を作製し、その磁気光学効果を解析した。その結果、雰囲気中に窒素を導入した反応性スパッタで作製することにより、アモルファスのSiNをマトリックスとしたナノグラニュラー構造を形成し、光透過性と大きな磁気光学効果を示すことが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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