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本研究の最終目的は、提案する熱アシスト磁気記録用ナノ光ヘッドを搭載した超高密度ハードディスク装置を実用化し、持続可能で豊かな情報文化社会の実現に寄与することである。熱アシスト磁気記録はハードディスク装置の記録密度向上に不可欠な技術であり、それには熱源となる近接場光を発生するナノ光ヘッドが必要であるが、光の利用効率が低くサイズが大きいことが課題である。本研究の補助事業期間内の目的は、光源を内蔵した新規な構成により、従来に比べて遥かに光の利用効率が高くサイズが小さいナノ光ヘッドを実証することである。そのために解析と実験の両面から研究を進めた。
解析に関しては、半導体リング共振器とナノ光アンテナを組み合わせた新規な構成のナノ光ヘッドにおける構成の最適化を目的として、3次元有限要素法を用いた電磁界解析のシミュレーションを行った。最終年度の研究成果として、近接場光強度の増大および光スポットの微小化に向けた、二重共振器型のリング共振器および金属－誘電体ハイブリッド型のナノ光アンテナの検討結果をまとめた。研究期間全体の研究成果としては、リング共振器およびナノ光アンテナの各種デバイスパラメーターを最適化すると共に、リング共振器についてはスリット内蔵型、非軸対称型、二重共振器型、ナノ光アンテナについては金属－誘電体ハイブリッド型の構造を提案し有効性を示した。また、記録密度2Tb/inch^2相当の微小光スポットを実現可能なことを示した。
一方、実験に関しては、最終年度の研究成果として、ナノ光ヘッドの高機能化に向けて基板材料をGaAsからSiへ変更する検討を進めた。研究期間全体の研究成果としては、提案するナノ光ヘッドの試作・評価を行い、従来のナノ光ヘッドに比べて効率を大幅に向上可能な見通しを示した。また、リング共振器の側壁の平滑化、リング共振器とナノ光アンテナの近接化による効率改善を実現した。
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