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光磁気スイッチング素子 コモンズ

国内特許コード P110004395
整理番号 K020P45-2
掲載日 2011年7月13日
出願番号 特願2009-282394
公開番号 特開2010-102349
登録番号 特許第5202504号
出願日 平成21年12月14日(2009.12.14)
公開日 平成22年5月6日(2010.5.6)
登録日 平成25年2月22日(2013.2.22)
発明者
  • 市田 正夫
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 光磁気スイッチング素子 コモンズ
発明の概要 【課題】カーボンナノチューブを用いた光磁気素子において、使用波長帯域を変更せずに磁場に対する吸収係数の変調を増大させるように調整する技術を提供する。
【解決手段】SWCNTの吸収ピークは直径に依存し、大きな直径になるほど吸収ピークは低エネルギー側(長波長側)に位置する。使用したい波長が光ファイバ通信で用いられる1.55μmすなわち、0.8eVであれば、ピークAがこのエネルギー位置に来るためには、チューブの直径はおよそ1nmであり、ピークBでは2.1nm、ピークCでは3.1nm程度の直径のチューブが対応する。直径の大きなチューブを用いることにより、使用する信号光の波長を替えることなくより高感度に磁場に反応する光磁気スイッチング素子を作製することができる。
【選択図】図13
従来技術、競合技術の概要


本格的なブロードバンド、デジタル家電の時代の到来とともに、大容量、高速通信のための要素技術の開発が望まれていた。テラビット/秒のデータ転送速度に対応するためには、光ファイバーを用いた通信が不可欠であり、その使用波長帯(1.5μm)で用いることができる光デバイス材料の探索は重要である。



単層カーボンナノチューブは、その一次元性を反映して光学応答が増大し、大きな非線形光学特性を示すことが知られている。その時間応答は1psのオーダーであり、高速な光スイッチング特性を示す。半導体ナノチューブの遷移は光通信で用いられる波長(1.5μm)に対応しており、その波長で大きな非線形性を示すことは、光スイッチング素子として大きなアドバンテージとなっている。また、磁場による光の吸収に関する変調を行うことにより、光スイッチング素子としてだけでなく、記憶素子などの様々な分野への応用が可能になる。

産業上の利用分野


本発明は、カーボンナノチューブを用いた光スイッチング素子及び光磁気スイッチング素子に関し、特にこれらの素子の応答速度、応答感度の制御技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カーボンナノチューブの光吸収における前記カーボンナノチューブの延在方向と平行な方向に印加される磁場に対する変化を利用した光磁気スイッチング素子において、
前記光磁気スイッチング素子に前記磁場を印加した際の光学吸収による透過信号光の変化を利用した光吸収応答の検出においてカーボンナノチューブで観測される吸収波長の複数のピークであって、半導体的性質を有する第1のピークと、該第1のピークとはピーク位置が異なり半導体的性質を有する第2のピークと、前記第1及び第2のピークとはピーク位置の異なる金属的性質を有する第3のピークとのうち、前記第3のピークの吸収波長のピーク位置が、使用する信号光の波長に対応するように、前記カーボンナノチューブの径を設定したことを特徴とする光磁気スイッチング装置。

【請求項2】
前記光磁気スイッチングは、カーボンナノチューブを有機溶媒に分散させ、それを基板へ吹き付け溶媒を蒸発させることにより形成された多数のSWCNTが含まれる薄膜からなることを特徴とする請求項1に記載の光磁気スイッチング装置。

【請求項3】
前記光磁気スイッチング素子は、カーボンナノチューブを、ポリマー中に分散させてそれを引き延ばすことにより、SWCNTの方向が揃った配向試料からなることを特徴とする請求項1に記載の光磁気スイッチング装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009282394thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ ナノと物性 領域
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