| 研究課題/領域番号 |
11305023
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
田中 雅明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30192636)
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| 研究分担者 |
成塚 重弥 名城大学, 理工学部, 助教授 (80282680)
西永 頌 名城大学, 理工学部, 教授 (10023128)
中野 義昭 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50183885)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
26,640千円 (直接経費: 24,600千円、間接経費: 2,040千円)
2001年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2000年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1999年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
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| キーワード | MnAs / GaAs / ファラデー効果 / 磁気光学効果 / DBR / 光アイソレータ / 横磁気カー効果 / 導波路型光アイソレータ / 磁気光学結晶 / グラニュラー / 光の局在 / GaMnAs / III-V族ベース強磁性半導体 / (GaMn)As / (InGaMn)As / 半導体磁気光学結晶 / s,p-d交換相互作用 |
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| 研究概要 |
前年度までにエピタキシャル成長技術を確立したIII-V族強磁性半導体混晶や量子ヘテロ構造の磁気光学効果の評価と設計・制御、およびこれらの物性機能に基づく半導体基板上に集積可能な導波路型光アイソレータの設計行った。具体的な研究成果を下記に述べる。
(1)磁気光学効果の設計・制御、特に半導体多層反射膜(DBR)を用いた光局在による磁気光学効果の増大とその最適化:GaAs中にMnAs強磁性金属ナノクラスタを埋め込んだグラニュラー構造を作製し、その光物性、磁気光学物性を評価し、誘電率テンソルの波長依存性を決定した。GaAs/AlAs半導体多層反射膜(DBR)を用いることにより、DBR/GaAs : MnAs磁性層/DBRのような微小共振器構造を作製し、GaAs : MnAs磁性層に特定波長の光を局在させ、磁気光学効果(ファラデー効果)を増大させた。従来の光アイソレータに用いられている材料(YIG, CdMnHgTe)に比べて単位膜厚当たり10倍以上のファラデー回転角を達成した。さらに磁気光学デバイスへの応用を念頭においた材料および構造の最適設計を行った。
2)導波路型光アイソレータの設計:磁気光学デバイスへの応用として、1.55ミクロン帯で動作する導波路型光アイソレータの提案・解析・設計を行った。このデバイスは非磁性半導体導波路コア層とクラッド層の間にInAlAs : MnAs磁性層を挿入し、横磁気カー効果を用いて光の進行方向によって損失に差を生じさせ、かつ電流注入によって損失を補償するもので、光アイソレーションを実現できることを理論計算によって示した。これにより、InP基板上での半導体光デバイスとの集積化可能な光通信用アイソレータが実現可能であることを示した。
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