プラズモン・アシスト磁気光学効果の解明とデバイス応用に関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560298
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東北工業大学
• 研究代表者: 内田 裕久 東北工業大学, 工学部, 教授 (30271000)
• 研究分担者: 井上 光輝 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90159997) ; バリシェフ アレキサンダ 豊橋技術科学大学, 工学部, 特任准教授 (70402667) ; 金 周映 豊橋技術科学大学, 学内共同利用施設等, 助教 (20409048)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 磁気光学効果 / プラズモン共鳴 / ナノ粒子 / 周期構造

研究概要

表面プラズモン共鳴によって磁気光学効果を増大させることができる構造体について研究を行った.Au成膜と加熱を繰り返してサイズと密度を変えたAuナノ粒子の上に,磁性ガーネットを堆積させた複合膜では,プラズモン共鳴波長でファラデー回転角を約20倍高めることができた.Ag-Au合金ナノ粒子を用いた複合膜では,プラズモン共鳴波長を短波長側へシフトさせ,その共鳴波長でファラデー回転を大きくすることができた.またナノスケールで構造と光情報を測定するために近接場光学顕微鏡を開発した.

研究成果

• [雑誌論文] Garnet composite films with Au particles fabricated by repetitive formation for enhancement of Faraday effect (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, Y.Mizutani, Y. Nakai, A.A. Fedyanin, M.Inoue
  • 雑誌名: J.Phys.D : Appl.Phys. 44 ページ: 064014-1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalously high surface deceleration of the domain wall andmagnetic stray field micro-distribution over a surface of amorphous ferromagnet (2010)
  • 著者名/発表者名: V.E. Zubov, A.D. Kudakov, M.Inoue, H.Uchida
  • 雑誌名: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 322 ページ: 7-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁気光学効果測定装置の開発とプラズモニック磁気光学材料の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中居悠, 太田祐介, 内田裕久, 水谷祐介, 井上光輝
  • 雑誌名: 電気学会マグネティックス研究会資料 MAG-10-071 ページ: 1-6
• [雑誌論文] LargeEnhancement of Faraday Rotation byLocalized Surface lasmon Resonance in AuNanoparticles Embedded in Bi:YIG Film (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, Y.Masuda, R. Fujikawa, A.V. Baryshev, M.Inoue
  • 雑誌名: J.Mag.Mag.Mat 321 ページ: 843-845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancemen of Faraday otaton in3D/Bi:YIG/1D photonic heterostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Fujikawa,PA. V. Baryshev, A.B. Khanikaev, J. Kim, H.Uchida, M.Inoue
  • 雑誌名: Journal of Materials Science: Materials inElectronics (Springer) 20 ページ: 493-497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffraction processes in 3Dphotoniccrystals based on thin opal films (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Baryshev, A.B. Khanikaev, R.Fujikawa, H.Uchida, M.Inoue
  • 雑誌名: Journal of Materials Science: Materials inElectronics(Springer) 20 Supplement 1 ページ: 416-420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magneto-opticalplasmonic Bi:YIGcomposite films with Agand Au-Ag alloy particles (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Mizutani, H.Uchida, Y.Masuda, A.V. Baryshev, M.Inoue
  • 雑誌名: Journal of theMagnetics Society of Japan 33 ページ: 481-484
  • 査読あり
• [雑誌論文] AuおよびAg粒子,Au-Ag合金粒子と複合化した磁性ガーネット薄膜の磁気光学効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水谷裕介, 内田裕久, 増田佑介, Alexander Baryshev, 井上光輝
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 109 ページ: 35-40
• [雑誌論文] 電子線露光法で作製した周期配列Auナノ粒子による磁性ガーネットの磁気光学効果の増大 (2009)
  • 著者名/発表者名: 水谷祐介, 内田裕久, Baryshev Alexander, 井上光輝
  • 雑誌名: 電気学会マグネティックス研究会資料 MAG-09-187 ページ: 93-98
• [雑誌論文] Contribution ofthe Surface Plasmon Resonance to Opticaland Magneto-Opt al Proper es of aBi:YIG-Au Nanostruc re (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Fujikawa, A.V. Baryshev, J. Kim, H.Uchida, M.Inoue
  • 雑誌名: J.Appl.hys. 103 ページ: 07D301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical and ElectricalProperties of Tunnel Junctions with AuNano-Particles Utilizing LocalizedSurface Plasmon Resonance (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, H. Fumoto, A. Baryshev, J.Kim, M.Inoue
  • 雑誌名: IEEJTransactions on E ectrical and ElectronicEngineering 3 ページ: 660-663
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear Verdet law inmagnetophotonic crystals:interrelationbetween Faraday and Borrmann effects (2008)
  • 著者名/発表者名: A.B. Khanikaev, A.B. Baryshev, P.B.Lim, H.Uchida, M.Inoue, A.G. Zhdanov,A.A. Fedyanin, A.I. Maydykovskiy, O.A. Aktsipetrov
  • 雑誌名: Physical Review B 78 ページ: 193102-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auナノ粒子を用いた磁性ガーネット薄膜の磁気光学効果のエンハンスメント (2008)
  • 著者名/発表者名: 増田佑介, 冨士川凛太郎, 内田裕久, 金周映, Alexander Baryshev, 井上光輝
  • 雑誌名: マグネテッィクス研究会資料 MAG-08-103 ページ: 23-26
• [雑誌論文] 貴金属(Au,Ag,Pt)ナノ粒子を埋め込んだ磁性ガーネット薄膜の局在表面プラズモン共鳴と磁気光学応答 (2008)
  • 著者名/発表者名: 増田佑介, 冨士川凛太郎, 加藤武紀, A.Baryshev, 内田裕久, 井上光輝
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 108 ページ: 43-47
• [学会発表] Optical and Magneto-Optical Responses ofPlasmon c Comp ite Struct res with oldParticles and Garnet Thi Film (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田裕久, 水谷祐介, 井上光輝
  • 学会等名: RIAO-OPTILAS 2010
  • 発表場所: Lima, Peru
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 磁性ガーネットと周期配列Au 粒子の複合膜における磁気光学効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田裕久, 水谷祐介, 中居悠, 井上光輝
  • 学会等名: 第34回日本磁気学会学術講演会概要集 6pE-13, p.300
  • 発表場所: つくば国際会議場(つくば市)
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] Enhanced Faraday rotation in compositefilms with magnetic garnet andperiodically arranged Au particles待fabricated by electron beam lithography (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田裕久, 水谷祐介, 井上光輝
  • 学会等名: International Symposium on AdvancedMagnetic Materials and Applications(ISAMMA 2010)
  • 発表場所: Sendai InternationalCenter , Sendai, EY-06, 招待講演
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] 金ナノ粒子と磁性ガーネット複合膜における磁気光学効果の増大 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田裕久, 井上光輝
  • 学会等名: 東北大学スピニクス研究会
  • 発表場所: 東北大学電気通信研究所 依頼講演.
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] Enhancement ofMagneto-optical Effects of Au Particles) o t I tand Bi:YIG Composite films (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, Y. Mizitani, Y. Masuda, A Baryshev, M.Inoue
  • 学会等名: Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2009) Moscow state Institute of radio Engineering, Electronics and t0Automation (モスクワ), 4A3
  • 発表場所: 招待講演.
  • 年月日: 2009-08-20
• [学会発表] Magneto-optical Effec s Enhanced bySurface Plasmon Resonance in NanoStruct es (2008)
  • 著者名/発表者名: H.Uchida, Y. Tsunoda, M. Koga, A. Fedyanin, Y. Masuda, R. FujiYkawa, A.Baryshev, J. Kim, M.Inoue
  • 学会等名: Mosc InternationalSymposium on agnetism ( M-2008)
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2008-06-23
• [学会発表] Magnetophotonicrials and their application in photonic information systems (I) (2008)
  • 著者名/発表者名: 内田裕久, 井上光輝
  • 学会等名: MmdE 2008 (Materials for ElectricalEngineering), Bucharest, Romania,University Politehnica of Bucharest
  • 年月日: 2008-06-17
• [図書] 2.2ナノ構造磁性体の光との相互作用について(ナノ構造磁性体)(ナノスケール磁性体の機能調査専門委員会著, 電気学会編) (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田裕久, 井上光輝
  • 総ページ数: 54-76
  • 出版者: 共立出版
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.tohtech.ac.jp/dalab_hp/index.html