| 研究概要 |
光により光を高速にスイッチできる全光スイッチは次世代のネットワークを支える素子として実現が嘱望されている。その実現には大きな非線形光学効果を持つ物質が必要となる。
本研究の目的は、電子相関の強い遷移金属酸化物を超格子化することにより低次元構造を作成することで、大きな非線形光学効果をもつ新物質の探索を行うことである。超格子薄膜の作成には、構成要素となる物質の高品質な単結晶薄膜が作成できることが最低条件となるので今年度は超格子の物質候補として、(La,Sr)_2TMO_4(TM:Ir,Ni,Pd,Fe,Mn)の単結晶薄膜をコンビナトリアルレーザーMBE法により作成した。作成した薄膜を一括X線による構造解析と第三高調波発生測定装置により非線形光学効果のスクリーニンゲを行ったところ、Sr_2MnO_4という物質が高品質で作成することができかつ、非線形光学効果が大きいことが分かった。この物質と格子整合をして、かつ同成長条件で作成できる物質を探索したところ、基板材料として用いているLaSrAlO_4という物質の相性がよいことが分かり、Sr_2MnO_4と超格子化を行ったところ、高品質な超格子の作成に成功した。その非線形光学効果は超格子の積層周期により系統的な変化をすることを確認したが、詳細な光学測定は今後の課題である。また、大きな非線形光学効果を持つことで知られるSr_2CuO_3と同じ結晶構造をもつSr_2NiO_3という新物質を合成することに成功した。この物質はGaNのレーザーの発振波長に対して大きな非線形光学効果を持つことが分かった。この結果は現在、論文に発表準備中である。
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