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Development of artificial magnetic lattice controlling thermal flow and application to three-dimensional recording of ultra-high density magnetic hologram

Research Project

Project/Area Number 21H01368
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

Lim Pang Boey  豊橋技術科学大学, グローバルネットワーク推進センター, 教授 (40502597)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水戸 慎一郎  東京工業高等専門学校, 電子工学科, 准教授 (10637268)
中村 雄一  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20345953)
井上 光輝  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員教授 (90159997)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywordsホログラフィックメモリ / 磁気ホログラム / 磁気ホログラムメモリ / 人工磁気格子記録媒体 / 光人工磁気格子
Outline of Research at the Start

本研究は、ナノ構造磁性ガーネット層と熱フォノン流制御層とからなる厚い光人工磁気格子媒体を開発すると共に、磁気ホログラムを三次元的に超高密度記録する体積磁気ホログラム記録システムを実現するものである。この目標達成のため、体積磁気ホログラム内の磁化分布状態を可視化する手法を開発し、その知見を踏まえ熱制御性に優れる数十μm厚の光人工磁気格子媒体を実現する。また当該媒体のホログラム記録再生の基礎的性質を探求し、超高密度記録達成のための物理的・工学的要件を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Regarding the development of artificial magnetic lattice recording media controlling heat flow, we investigated in detail the relationship between the composition and properties of the magnetic garnet used as the recording layer and found that the desirable amount of Bi substitution for rare earth sites is found to be 1.0 or less. It was found that the expected magneto-optical properties could be obtained by introducing a diffusion barrier into the thermal diffusion layers forheat flow control and improving the crystallization conditions of magnetic garnet layers. For shift multiplex recording, the introduction of appropriate patterns into the reference beam was found to suppress a crosstalk and reducing the error ratio. In addition, it may be possible to estimate three-dimensional shapes of magnetic holograms from the observation results with the developed scanning magneto-optical microscope.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、流通する膨大なデジタルデータを安価かつ高記録密度に保管する記録技術が求められており、光の干渉を利用したホログラフィックメモリはその有力な候補の一つである。私たちの研究グループでは、コリニア干渉光学系を用い、記録材料として安定な磁性ガーネットを用いた磁気ホログラフィックメモリを提案してきた。本研究では磁気ホログラム記録材料として適した材料開発と熱フォノン流制御光人工磁気格子の構造設計を進めるとともに、超高記録密度実現のための多重記録方式の検討を行うことで、磁気ホログラムメモリの実現に寄与した。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Effect of element substitution on the properties of Bi substituted rare earth iron garnets2024

    • Author(s)
      Sumiko Bharti Singh Chauhan, Ilham Zaki Bin Mohd Daud, Shunsuke Arai, Yuichi Nakamura, Shinichiro Mito, Pang Boey Lim
    • Journal Title

      電気学会研究会資料

      Volume: MAG-24 Pages: 21-26

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  • [Journal Article] 磁気光学顕微鏡の観察結果を用いた磁気干渉縞の形状推定2024

    • Author(s)
      蛯原 翼 鈴木 雄也 中村 雄一 林 攀梅
    • Journal Title

      信学技報

      Volume: CPM2023-109 Pages: 54-57

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    • Author(s)
      杉浦 宏知・水戸 慎一郎・中村 雄一・Lim Pang Boey
    • Journal Title

      信学技報

      Volume: CPM2023-15 Pages: 13-16

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    • Author(s)
      Ilham Zaki Bin Mohd Daud、Sumiko Bharti Singh Chauhan、荒井俊亮、穴井和音、 中村雄一、 水戸慎一郎、 Lim Pang Boey
    • Journal Title

      信学技報

      Volume: CPM2023-50 Pages: 29-32

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  • [Presentation] 磁気光学顕微鏡の観察結果を用いた磁気干渉縞の形状推定2024

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      蛯原 翼 鈴木 雄也 中村 雄一 林 攀梅
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      電子情報通信学会 電子部品・材料研究会
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  • [Presentation] "Effect of element substitution on the properties of Bi substituted rare earth iron garnets"2024

    • Author(s)
      Sumiko Bharti Singh Chauhan, Ilham Zaki Bin Mohd Daud, Shunsuke Arai, Yuichi Nakamura, Shinichiro Mito, Pang Boey Lim
    • Organizer
      電気学会 マグネティックス研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁気ホログラムメモリの開発状況2024

    • Author(s)
      中村 雄一, Lim Pang Boey
    • Organizer
      ホログラフィックディスプレイ研究会
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    • Invited
  • [Presentation] The effect of focal position on the observation image of magnetic interference fringes by scanning magneto-optical microscope2023

    • Author(s)
      Yuya Suzuki, Tsubasa Ebihara Yuichi Nakamura, and Pang Boey Lim
    • Organizer
      ISOM'23
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] XR Imaging Technology Development Applied by Holograms2023

    • Author(s)
      Taichi Wakaume, Toshihiro Kasezawa, Hideyoshi Horimai, and Yuichi Nakamura
    • Organizer
      ISOM'23
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Elemental Substitution on Magneto-Optical Properties of Bi-Substituted Rare Earth Iron Garnets2023

    • Author(s)
      Sumiko Bharti Singh Chauhan, Ilham Zaki Bin Mohd Daud, Shunsuke Arai, Yuichi Nakamura, Shinichiro Mito, and Pang Boey Lim
    • Organizer
      ISOM'23
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design and Properties of HDL Multi-Layered Media for Magnetic Hologram Memory2023

    • Author(s)
      Yuichi Nakamura, Hirotomo Sugiura, and Pang Boey Lim
    • Organizer
      IWH2022&2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 磁気ホログラムメモリ用Bi置換希土類鉄ガーネットの磁気光学特性に及ぼす元素置換の影響2023

    • Author(s)
      Bin Mohd Daud Ilham Zaki , Sumiko Bharti Singh Chauhan, 穴井和音, 中村 雄一, 水戸 慎一郎, 林 攀梅
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
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  • [Presentation] 磁気ホログラム記録用熱拡散層を導入した多層膜記録媒体の開発2023

    • Author(s)
      杉浦 宏知・水戸 慎一郎・中村 雄一・Lim Pang Boey
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子部品・材料(CPM)研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Bi置換イットリウム鉄ガーネットにおける Dy、GaあるいはAl置換が磁気光学特性に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      Ilham Zaki Bin Mohd Daud、Sumiko Bharti Singh Chauhan、荒井俊亮、穴井和音、 中村雄一、 水戸慎一郎、 Lim Pang Boey
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子部品・材料研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 走査型磁気光学顕微鏡の焦点位置が磁気干渉縞の観察結果に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      鈴木雄也 椋尾虎南 中村雄一 林攀梅
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子部品・材料研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Bi 置換イットリウム鉄ガーネットにおける Dy および Al 置換が磁気光 学特性に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      ILHAM ZAKI BIN MOHD DAUD, 青木英也, SUMIKO BHARTI SINGH CHAUHAN, 穴井和音, 中村雄一, 水戸慎一郎, 林 攀梅
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子部品・材料研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of substitution on magnetooptical properties of Bi substituted rare earth iron garnets2023

    • Author(s)
      Sumiko Bharti Singh Chauhan, Bin Mohd Daud Ilham Zaki, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim
    • Organizer
      電気学会 マグネティックス研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁気ホログラムメモリ用Bi置換希土類鉄ガーネットの磁気光学特性に及ぼす元素置換の影響2023

    • Author(s)
      Bin Mohd Daud Ilham Zaki , Sumiko Bharti Singh Chauhan, 穴井和音, 中村 雄一,  水戸 慎一郎, 林 攀梅
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁気ホログラムメモリ応用を目指した磁性ガーネット膜の作製と評価2022

    • Author(s)
      中村雄一・是川慎吾・青木英弥・水戸慎一郎・Lim Pang Boey
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子部品・材料研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 走査型磁気光学顕微鏡による磁気干渉縞の観察2022

    • Author(s)
      椋尾虎南・鈴木雄也・中村雄一・林 攀梅
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子部品・材料研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of Al or Ga substitution on the optical properties of Bi-substituted rare earth iron garnets for magnetic hologram memory2022

    • Author(s)
      Yuichi Nakamura, Shingo Korekawa, Hideya Aoki, Shinichiro Mito, Pang Boey Lim
    • Organizer
      ISOM '22
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  • [Presentation] DEVELOPMENT OF OBSERVATION METHOD OF MAGNETIC INTERFERENCE FRINGES BY SCANNING MAGNETO-OPTICAL MICROSCOPY2022

    • Author(s)
      K. Mukuo, R. Suzuki, Y. Nakamura, and P. B. Lim
    • Organizer
      ISOM '22
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of observation method of magnetic interference fringes by scanning magneto-optical microscopy2022

    • Author(s)
      Konan Mukuo, Ryoya Suzuki, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim
    • Organizer
      MORIS2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁気ホログラムメモリ用 Bi 置換希土類鉄ガーネットの鉄サイト置換 の影響2022

    • Author(s)
      是川 真吾, 中村雄一, 水戸慎一郎, 林攀梅
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 走査型磁気光学顕微鏡による磁気干渉縞の観察手法の開発2022

    • Author(s)
      鈴木稜也, 椋尾虎南, 中村雄一, 林攀梅, 後藤太一, 内田裕久
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子部品・材料研究会 若手ミーティング
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  • [Presentation] Effect of iron site substitution on the magnetic and optical properties of Bi-substituted garnets for magnetic hologram memory2021

    • Author(s)
      Shingo Korekawa, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, Taichi Goto, Hironaga Uchida
    • Organizer
      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON IMAGING, SENSING, AND OPTICAL MEMORY (ISOM)2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fabrication and evaluation of multilayer recording medium for volumetric magnetic hologram memory using SiO2 as a thermal diffusion layer2021

    • Author(s)
      Akira Yamaguchi, Kenta Tanaka, Yuichi Nakamura, Taichi Goto, Pang Boey Lim, Hironaga Uchida, Mitsuteru Inoue
    • Organizer
      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON IMAGING, SENSING, AND OPTICAL MEMORY (ISOM)2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of magnetic holographic memory using artificial magnetic lattice media2021

    • Author(s)
      Yuichi Nakamura
    • Organizer
      日本磁気学会学術講演会
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      2021 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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