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マルチフェロイックフォトニック結晶の創成と光機能デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 13J08942
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ナノ構造科学
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

磯谷 亮介  豊橋技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード磁性フォトニック結晶 / 磁気ホログラム / 光学計算 / ナノ構造体 / 光学多層膜 / 薄膜 / テスト磁性フォトニック結晶 / 磁性フォトニーック結晶 / マイクロキャビティ / 磁気光学変調器 / 磁気光学膜 / 電気光学膜
研究実績の概要

マルチフェロイックフォトニック結晶(EMO構造)は,高速に光の全状態(強度・偏光・位相)を低電圧で変調できることが理論的に示されている.本年度は,昨今の3D技術や医療技術の発展で重要性が再認識されているデータストレージ技術への展開に重点を置き,本研究課題で応用例として挙げた磁気ホログラフィックメモリへの適用を目指して,磁気を用いた高速大容量のデータストレージ技術へとつなげることを目標とした.
初年度、基礎的検討を行った磁性フォトニック結晶(MPC)媒体について,本年度はより詳細な検討を行い,ディジタル情報を記録・再生する実験を行った.一軸で光の干渉を実現するコリニア光学系を構築し,MPC媒体へ磁気ホログラムの記録・再生実験を行ったところ,再生像のコントラスト比が従来の2倍向上し,MPC構造を取り入れることにより信号強度を向上させることができた.
また磁気ホログラム媒体の課題の一つに,記録光照射によって生じる過剰な熱が拡散し,磁気干渉縞が変形する課題があったため,媒体中の熱拡散を制御するナノ積層構造に関して積極的に検討を行った.具体的にはMPC媒体中での熱拡散を制御する,透明な異種材料層(熱拡散層)を導入することにより本課題の解決を試み,適切な多層膜構造を適用することで,過剰に発生した熱を熱拡散層に拡散させ,磁気干渉縞の変形を抑制でき,回折効率を向上できた.
本年度は,本研究課題の最終年度として,EMO構造の応用先である磁気ホログラムに大きく踏み込んで研究を遂行した.これまでに得られた構造を制御した光学媒体に関する知見を積極的に活用し,ナノ構造を取り入れることで磁気ホログラム媒体の種々の課題の解決に成功した.EMO構造自体に関する成果もさることながら,その過程で探究したMPC構造や熱拡散層の考えや設計方針は,これからの多機能光学媒体の研究開発に大きく寄与することが期待される.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Thermomagnetic writing into magnetophotonic microcavities controlling thermal diffusion for volumetric magnetic holography2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Yuichi Nakamura, Hiroyuki Takagi, Taichi Goto, Pang Boey Lim and Mitsuteru Inoue
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 24 号: 1 ページ: 522-527

    • DOI

      10.1364/oe.24.000522

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Collinear volumetric magnetic holography with magnetophotonic microcavities2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Shota Suzuki, Kazuki Nakamura, Yuichi Nakamura, Hiroyuki Takagi, Taichi Goto, Pang Boey Lim and Mitsuteru Inoue
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 23 号: 10 ページ: 13153-13158

    • DOI

      10.1364/oe.23.013153

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Structure and Properties of Magnetic Material on Diffraction Efficiency of Magnetophotonic Crystal Media for Magnetic Volumetric Holography2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, and Mitsuteru Inoue
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 39 号: 2 ページ: 33-36

    • DOI

      10.3379/msjmag.1503R001

    • NAID

      130004951243

    • ISSN
      1882-2924, 1882-2932
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diffraction Efficiency of Volumetric Magnetic Holograms with Magnetophotonic Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Naoto Sagara, Taichi Goto, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, and Mitsuteru Inoue
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 38 号: 3-2 ページ: 119-122

    • DOI

      10.3379/msjmag.1402R014

    • NAID

      130004502882

    • ISSN
      1882-2924, 1882-2932
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diffraction Efficiency of Volumetric Magnetic Holograms with Magnetophotonic Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Naoto Sagara, Taichi Goto, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, Mitsuteru Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Society of Japan

      巻: 38 ページ: 119-122

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Para-magneto- and electro-optic microcavities for blue wavelength modulation2013

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Ryosuke Isogai, M. Inoue
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 21 号: 17 ページ: 19648-19656

    • DOI

      10.1364/oe.21.019648

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Volumetric Holographic Media with Magnetic Artificial Lattices Controlling Optical and Thermal Phenomena2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Shota Suzuki, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      International Workshop on Holography and related technologies (IWH2015)
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] OPTICAL AND MAGNETO-OPTICAL RESPONSES ON PLASMONIC COMPOSITE STRUCTURES WITH SQUARELY ARRANGED GOLD PARTICLES AND MAGNETIC GARNET2015

    • 著者名/発表者名
      Hironaga Uchida, Keisuke Ooki, Haruhiko Sato, Shin Saito, Yusuke Mizutani, Ryosuke Isogai, Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      Magnetics and Optics Research International Symposium (MORIS 2015)
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DESIGN OF MAGNETOPHOTONIC CRYSTAL WITH HEAT-DIFFUSIVE LAYERS FOR WELL-DEFINED MAGNETIC FRINGE FORMATION2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Shota Suzuki, Kodai Kawazu, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      Magnetics and Optics Research International Symposium (MORIS 2015)
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Au/Bi:YIG周期構造体の光学および磁気光学応答2015

    • 著者名/発表者名
      内田裕久,大木敬介,佐藤春彦,磯谷亮介,斉藤伸,井上光輝
    • 学会等名
      第39回 日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 熱吸収層を導入した磁性フォトニック結晶への体積熱磁気記録2015

    • 著者名/発表者名
      磯谷亮介, 鈴木章太, 河津航大, 後藤太一, 高木宏幸, 中村雄一, Lim Pang Boey, 井上光輝
    • 学会等名
      第39回 日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] FTDT法によるAu/Bi:YIG周期構造体における透過率スペクトルと電界分布の検討2015

    • 著者名/発表者名
      大木敬介, 佐藤春彦, 磯谷亮介, 斉藤伸, 内田裕久, 井上光輝
    • 学会等名
      IEEJ マグネティックス研究会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スピン波演算器実現にむけた薄膜イットリウム鉄ガーネットを用いたスピン波励起2015

    • 著者名/発表者名
      坂野瑛彦, 後藤太一, 熊岡史哉, 古田大貴, 金澤直輝, 森本凌平, 磯谷亮介, オンバスリメメット, 高木宏幸, 中村雄一, 関口康爾, ロスキャロライン, 井上光輝
    • 学会等名
      IEEJ マグネティックス研究会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of Diffraction Efficiency of Volumetric Magnetic Hologram with Designed Alumina Multilayer in Magnetophotonic Crystal Media2015

    • 著者名/発表者名
      Shota Suzuki, Ryosuke Isogai, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      International Symposium on Optical Memory 2015 (ISOM 2015)
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Recording Efficiency in Binary Holography2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      International Symposium on Optical Memory 2015 (ISOM 2015)
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コリニア体積磁気ホログラムメモリの記録条件の検討2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 章太, 磯谷 亮介, 小林 完, 後藤 太一, 高木 宏幸, 中村 雄一, Lim Pang Boey, 井上 光輝
    • 学会等名
      IEEJ マグネティックス研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性ガーネットを用いたレーストラック型オンチップ光アイソレータの開発2015

    • 著者名/発表者名
      後藤 太一, 吉本 拓也, 森本 凌平, Xue Yin Sun, 磯谷 亮介, 高木 宏幸, 中村 雄一, Lim Pang Boey, Caroline A. Ross, 井上 光輝
    • 学会等名
      IEEJ マグネティックス研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性ガーネット/アルミナ多層膜を用いた体積磁気ホログラムの回折効率に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      小林 完, 磯谷 亮介, 後藤 太一, 高木 宏幸, 中村 雄一, Lim Pang Boey, 井上 光輝
    • 学会等名
      IEEE Magnetic Society 名古屋支部若手研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-02-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Cerium Substituted Yttrium Iron Garnets on Dielectric Mirrors Using Sputtering and Vacuum Annealing2014

    • 著者名/発表者名
      Taichi Goto, Takuya Yoshimoto, Ryosuke Isogai, Mehmet C. Onbasli, Caroline A. Ross, Hiroyuki Takagi, Pang Boey Lim, Yuichi Nakamura, and Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      IGNITE 2014
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2014-12-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced Diffraction Efficiency of Magnetic Holograms in Magnetophotonic Microcavity Structures with Iron-garnet/alumina Multilayer Film as Defect2014

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Kan Kobayashi, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, and Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      MMM 2014
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced Diffraction Efficiency of Magnetic Volumetric Hologram in Magnetic Garnet/Alumina Multilayer Structure2014

    • 著者名/発表者名
      Kan Kobayashi, Ryosuke Isogai, Shota Suzuki, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Pang Boey Lim, Yuichi Nakamura, and Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      ICAUMS 2014
    • 発表場所
      Haikou, China
    • 年月日
      2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Diffraction Efficiency of Magnetophotonic Crystal Media in Volumetric Magnetic Holography2014

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Kan Kobayashi, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, and Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      ISOM 2014
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2014-10-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性ガーネット/アルミナ多層膜構造による体積磁気ホログラムの回折効率改善2014

    • 著者名/発表者名
      小林 完, 磯谷 亮介, 後藤 太一, 高木 宏幸, 林 攀梅, 中村 雄一, 井上光輝
    • 学会等名
      電気情報通信学会 電子部品・材料研究会(CPM)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 真空熱処理法を用いた誘電体ミラー上セリウム置換イットリウム鉄ガーネットの形成2014

    • 著者名/発表者名
      吉本 拓也, 後藤 太一, 金澤 直樹, 磯谷 亮介, 高木 宏幸, 中村 雄一, Caroline A. Ross,井上光輝
    • 学会等名
      電気情報通信学会 電子部品・材料研究会(CPM)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性フォトニック結晶を用いた体積磁気ホログラムの回折効率2014

    • 著者名/発表者名
      磯谷 亮介, 小林 完, 鈴木 章太, 後藤 太一, 高木 宏幸, 中村 雄一, 林 攀梅, 井上 光輝
    • 学会等名
      第38回 日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性ガーネット/アルミナ多層膜構造の磁気ホログラム回折効率2014

    • 著者名/発表者名
      小林 完, 磯谷 亮介, 鈴木 章太, 後藤 太一, 高木 宏幸, 林 攀梅, 中村 雄一, 井上光輝
    • 学会等名
      第38回 日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性多層膜を用いた磁気ホログラム再生像の改善2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 章太, 磯谷 亮介, 小林 完, 後藤 太一, 高木 宏幸, 中村 雄一, Pang Boey Lim, 井上 光輝
    • 学会等名
      IEEJ マグネティックス研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-08-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Volumetric Magnetic Hologram Media using Ferromagnetic Garnet-based Magnetophotonic Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Kan Kobayashi, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, and Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      MISM-2014
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2014-07-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性ガーネット多層構造膜の体積磁気ホログラムの記録・再生特性2014

    • 著者名/発表者名
      磯谷 亮介, 鈴木 章太, 小林 完, 中村 和樹, 後藤 太一, 高木 宏幸, 中村 雄一, Pang Boey Lim, 井上 光輝
    • 学会等名
      第19回ボリュームホログラフィック技術研究グループ研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Magneto-optic Volumetric Collinear Holography with Magentophotonic Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Shota Suzuki, Kazuki Nakamura, Naoto Sagara, Taichi Goto, Hiroyuki Takagi, Yuichi Nakamura, Pang Boey Lim, and Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      Intermag 2014
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2014-05-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁性フォトニック結晶を用いた体積磁気ホログラム2014

    • 著者名/発表者名
      磯谷亮介, 鈴木章太, 相良尚人, 中村和樹, 後藤太一, 高木宏幸, 中村雄二, Lim Pang Boey, 井上 光輝
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-03-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 磁性フォトニック結晶を用いた体積磁気ホログラム媒体の基礎検討2014

    • 著者名/発表者名
      磯谷亮介, 相良尚人, 後藤太一, 高木宏幸, 中村雄一, Lim Pang Boey, 井上光輝
    • 学会等名
      IEEE Magnetics Society名古屋支部・若手研究会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-02-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of diffraction efficiency of Volumetric Magnetic Holograms with Magnetophotonic Crystals2013

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Isogai, Naoto Sagara, Taichi Goto, Yuichi Nakamura, Pane Boey Lim. Mitsuteru Inoue
    • 学会等名
      MORIS 2013
    • 発表場所
      Omiya, Japan
    • 年月日
      2013-12-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 磁性ガーネット複合膜を用いた体積磁気ホログラムの回折効率向上に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      磯谷亮介, 相良尚人, 後藤太一, 中村雄一, 林攀梅, 井上光輝
    • 学会等名
      日本電子材料技術協会 第50回秋期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-11-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Double Layered Magnetic Garnet Media for Volumetric Holograms2013

    • 著者名/発表者名
      R. Isogai, N. Sagara, K. Kobayashi, T. Goto, H. Takagi, Y. Nakamura, P. B. Lim, M. Inoue
    • 学会等名
      The Irago Conference 2013
    • 発表場所
      Tahara, Aichi
    • 年月日
      2013-10-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 積層構造を導入した磁性ガーネット媒体を用いた体積磁気ホログラムの回折効率向上2013

    • 著者名/発表者名
      磯谷亮介, 相良尚人, 小林完, 高木宏幸, 中村雄一, 林攀梅, 井上光輝
    • 学会等名
      電子部品・材料研究会(CPM)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-10-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性材料を用いた電圧制御型非相反光変調の基礎特性2013

    • 著者名/発表者名
      R. Isogai, A. M. Grishin, S. I. Kh artsev, T. Goto, H. Takagi, M. Inoue
    • 学会等名
      日本磁気学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2013-09-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 常磁性体を用いた磁気光学-電気光学マイクロキャビティの形成2013

    • 著者名/発表者名
      磯谷亮介, A. M. Grishin, S. I, Khartsev, 後藤太一, 高木宏幸, 井上光輝
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2013-06-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] L.A.S.E.R. (Inoue Lab.) - Spin Electronics Group

    • URL

      http://www.spin.ee.tut.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] スピン・エレクトロニクスグループ ホームページ

    • URL

      http://www.spin.ee.tut.ac.jp/research-magholo.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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