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磁性フォトニック・クリスタルの構造と機能に関する基礎的研究

研究報告コード R030000170
掲載日 2005年2月22日
研究者
  • 井上 光輝
研究者所属機関
  • 科学技術振興事業団 さきがけ研究21
研究機関
  • 科学技術振興事業団
報告名称 磁性フォトニック・クリスタルの構造と機能に関する基礎的研究
報告概要 1989 年にYabnolovitch が提案したフォトニック結晶(光波長オーダの1 次元、2 次元あるいは3 次元周期構造をもつ誘電体構造媒体:以下PC と略記する)は、フォトンの存在を許さないフォトニック・バンド・ギャップ(以下PBG と略記する)を示すことから、輻射場の制御が可能な新しい光媒体として注目された。最近では、フォトニック結晶の概念は、マイクロアンテナなどの電磁場領域や空間音場の制御を目的とした音響場領域にまで拡大しており、光エレクトロニクスのみならず広範な工学分野で重要な概念となっている。さきがけ研究開始以前に、これら一連のフォトニック結晶に関する研究とは独立に、透光性磁性体をナノスケールで配置した1次元構造体(1次元磁性フォトニック・クリスタル)の光学・磁気光学特性について厳密な理論解析を行ったところ、著しい磁気光学効果の増大現象が発現することを見出したが、その起源や高次元体の性質について混沌とした状態にとどまっていた。本研究はこの時点で開始し、著しい磁気光学効果増大現象の解明、実際の媒体形成による実験的検証と新しい光デバイスへの応用、さらに高次元構造を有する媒体の形成と特性解明を主なテーマとして展開した。
画像

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研究分野
  • 金属酸化物及び金属カルコゲン化物の結晶構造
  • 光学器械要素とその材料
関連発表論文 (1) Y. Ikeda, C. Hara, T. Fujii, M. Sato and M. Inoue, “Direct synthesis of lead-hexaferrite particles by mist pyrolysis,” J. Magn. Soc. Jpn., vol.22, No.S1, pp.249-251, (1998).
(2) T. Fujii, S. Nanpei, M. Inoue and K.I. Arai, “Preparation of high bismuth and gallium substituted yttrium iron garnet films by coating gel on glass substrate”, J. Magn. Soc. Jpn., vol.22, pp.200-202, (1998).
(3) M. Inoue, T. Fuii, K.I. Arai and M. Abe, “Huge enhancement of magneto-optical Faraday effect in YIG films with disordered multilayer structures”, J. Magn. Soc. Jpn., vol.22, pp.141-143, (1998).
(4) 井上光輝,荒井賢一,藤井壽崇,阿部正紀,“遺伝的アルゴリズムによる積層構造の乱れた磁気光学多層膜の設計,”日本応用磁気学会誌,vo1.22,pp.321-324, (1998).
(5) M. Inoue, K. Matsumoto, K.I. Arai, M. Abe and T. Fujii, “Huge enhancement of magneto-optical Kerr effect of one-dimensional photonic crystals with a ferromagnetic defect layer,” Proc. of the 3rd International meeting of Pacific Rim Ceramic Societies, Chinju, Korea, (1998).
(6) 井上光輝,“乱れた系における光局在と磁気光学効果”,日本応用磁気学会誌,vo1.22,pp.1105-1110, (1998).
(7) M. Inoue, K.I. Arai, T. Fujii and M. Abe, “Magneto-optical properties of one-dimensional photonic crystals composed of magnetic and dielectric layers,” J. Appl. Phys., vol.83, pp.6768-6770, (1998) .
(8) M. Inoue, K.I. Arai, T. Fujii and M. Abe, “One-dimensional magnetophotonic crystals,” J. Appl. Phys., vol.85, No.8, pp.5768-5770, (1999).
(9) M. Inoue, K. Matsumoto, K.I. Arai, T. Fujii and M. Abe, “Preparation and properties of magneto-optical micro-cavities composed of Co thin film and dielectric multilayers,” J. Magn. Magn. Mat., vol.196-197, pp.611-613, (1999).
(10) 井上光輝,荒井賢一,阿部正紀,藤井壽崇,S. Fan,J.D. Joannopoulos,“1次元磁性フォトニック結晶の局在モードの磁気光学性能指数,”日本応用磁気学会誌,vol.23,No.7,pp.1861-1866, (1999).
(11) M. Inoue, K. Yayoi, T. Takayama, K. Nakamura, T. Fujii, M. Abe and K.I. Arai, “One-dimensional magnetophotonic crystals with rare-earth iron garnet,” Proc. for the 2nd International Symposium of Frontiers in Magnetism, Stockholm, Sweden, p.P37, (1999).
(12) 高山知子,仲村健志,弥生宗男,井上光輝,藤井壽崇,阿部正紀,荒井賢一,“Bi置換YIG膜を用いた1次元磁性フォトニック結晶の作製と特性,”日本応用磁気学会誌,vol.24,pp.391-394, (2000).
(13) M. Abe, E. Takeda, Y. Kitamoto, F. Shirasaki, N. Todoroki, G. Gorodetzky, S. Ohnuma, T. Masumoto, M. Inoue and K.I. Arai, “Enhancement of Magneto-optical Kerr effect in annealed granular films of Co-Au and Co-AlOx,” Korean J. of Ceramics, vol.6, pp.100-102, (2000).
(14) E. Takeda, N. Todoroki, Y. Kitamoto, M. Abe, M. Inoue, T. Fujii and K.I. Arai,” Faraday effect enhancement in Co-ferrite layer incorporated into one-dimensional photonic crystal working as a Fabry-Perot resonator,” J. Appl. Phys., vol.87, No.9, pp.6782-6784, (2000).
(15) M. Inoue, K. Yayoi, T. Takayama, K. Nakamura, T. Fujii and M. Abe, “Magnetophotonic crystals with rare-earth iron garnet,” Digest of the 8th international conference on ferrites, 21BaII-2 Kyoto, Japan, (2000).
(16) M. Inoue, K.I. Arai, T. Fujii and M. Abe, “Huge enhancement of magneto-optical Kerr effect of one-dimensional magnetophotonic crystals with a ferromagnetic defect layer,” Korean J. Chem., vol.6, pp.408-41 (2000).
(17) 加島篤,中村優哉,井上光輝,藤井壽崇,“鉄基強磁性酸化物スパッタ薄膜における磁界による誘電率変化,”日本応用磁気学会,vol.25,pp.875-878 (2001).
(18) J.H. Park, M. Inoue, D.H. Lee and J.K. Cho, “Effects of groove depth and patterned permalloy film on magnetization switching of LPE-gaent pixels for use in magneto-optic spatial light modulators,” J. Appl. Phys., in press (2002).
(19) H. Kato and M. Inoue, “Reflection-mode operation of one-dimensional magnetophotonic crystals for use in film-based magneto-optical isolators,” J. Appl. Phys., in press, (2002).
(20) 井上光輝,荒井賢一,阿部正紀,藤井詩崇,“磁性フォトニック結晶”,科学と工業,vol.73,pp.487-495 (1999),
(21) 藤井壽崇,井上光輝,「フォトニック結晶」,コロナ社,pp.1-140 (2000).
研究制度
  • さきがけ研究21 「形とはたらき」領域
研究報告資料
  • 井上 光輝. 磁性フォトニック・クリスタルの構造と機能に関する基礎的研究. 「さきがけ研究21」研究報告会 「形とはたらき」領域 講演要旨集(研究期間:1998-2001),2001. p.5 - 16.

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