Millimeter- and Terahertz- Wave Absorber Designed by Antiferromagnetic Resonance of Iron-Based Corundum Oxides

利用铁基刚玉氧化物反铁磁共振设计毫米波和太赫兹波吸收体

• 批准号: 20J12063
• 负责人: 林 兼輔
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12063/
• 关键词: 光アイソレーター; 磁気光学効果; ガーネット酸化物; 反強磁性共鳴; テラヘルツスピントロ二クス; 酸化物磁性体

本研究は進度が早く、当初令和3年度に行うことを計画していた研究内容が令和2年度中に完了している。そのため、更なる研究の発展として、薄膜状態のα-Fe2O3のAFMRを調べるために、令和3年度はアメリカ合衆国のMITにて酸化物薄膜の作製方法であるPLD法と酸化物薄膜の物性評価法の習得を行った。PLD法と酸化物薄膜の物性評価の基礎として、Si基板上でのBi添加のイットリウム鉄ガーネット(Bi-YIG)とテルビウム鉄ガーネット(Bi-TbIG)薄膜の作製とその物性評価の研究を行った。Bi-YIGとBi-TbIGは高い磁気光学効果を示す材料であり、光アイソレーターへの応用がなされている。本研究においても、最終的にBi-YIGとBi-TbIGをSiのICチップ上に蒸着し、Si基板上にCOMSと共存する一体型の光アイソレーターを作製することを目標にしている。Bi-YIGに関する実験結果として、BiとYの比であるBi/(Bi+Y)が0.47まではSi基板上でガーネット相が単相で存在し、それ以上ではBiとSi基板が反応しBi2SiO5が形成することが確認された。磁気光学効果に関しては、Bi/(Bi+Y)が0.47の試料において1550nmの波長におけるFaraday rotation (FR)が1800deg./cmであることが分かった。Bi-TbIGに関する実験結果として、Bi/(Bi+Tb)が0.54まではSi基板上でガーネット相が単相で存在し、それ以上ではBiとSi基板が反応しBi2SiO5が形成することが確認された。また、Bi/(Bi+Tb)が0.54である試料の1550nmの波長におけるFRが2200deg./cmであることも分かった。以上のことからBi-TbIGの方が高いFRを示すため、Bi-TbIGを利用した光アイソレーターをSi基板上に現在作製中である。

は progress が く earlier, this study was to line and 3 year に う こ と を project し て い た research content が make finished and 2 year に し て い る. そ の た め, more な る research の 発 exhibition と し て, filminess の alpha Fe2O3 の AFMR を adjustable べ る た め に, make and 3 year は ア メ リ カ の United States MIT に て acidification method the film の cropping で あ る と acidification content PLD method の property evaluation method of 価 の acquisition を line っ た. と acidification content PLD method の property evaluation 価 の based と し て, Si substrate で の Bi adding の イ ッ ト リ ウ ム iron objects ガ ー ネ ッ ト (Bi - YIG) と テ ル ビ ウ ム iron objects ガ ー ネ ッ ト の cropping (Bi - TbIG) film と そ の property evaluation 価 の を line っ た. Bi - YIG と Bi - TbIG は い magnetic 気 high optical unseen fruit を で す materials in あ り, light ア イ ソ レ ー タ ー へ の 応 with が な さ れ て い る. This study に お い て も, eventually に Bi - YIG と Bi - TbIG を Si の IC チ ッ プ に steamed with し, Si substrate に COMS と coexistence す る size の light ア イ ソ レ ー タ ー を cropping す る こ と を target に し て い る. Bi - YIG に masato す る be 験 results と し て, Bi と Y の than で あ る Bi/(Bi + Y) 0.47 ま が で は Si substrate で ガ ー ネ ッ ト phase が 単 phase で し, そ れ above で は Bi と Si substrate が anti 応 し Bi2SiO5 が form す る こ と が confirm さ れ た. Magnetic 気 optical unseen fruit に masato し て は, Bi/(Bi + Y) 0.47 の が sample に お い て 1550 nm wavelength の に お け る Faraday rotation (FR) が 1800 deg. / cm で あ る こ と が points か っ た. Bi - TbIG に masato す る be 験 results と し て, Bi/(Bi + Tb) 0.54 ま が で は Si substrate で ガ ー ネ ッ ト phase が 単 phase で し, そ れ above で は Bi と Si substrate が anti 応 し Bi2SiO5 が form す る こ と が confirm さ れ た. ま た, Bi/(Bi + Tb) 0.54 で が あ る sample の 1550 nm wavelength の に お け る FR が 2200 deg. / cm で あ る こ と も points か っ た. Above の こ と か ら Bi - TbIG の party が high い FR を shown す た め, Bi - TbIG を using し た light ア イ ソ レ ー タ ー を Si substrate に now cropping で あ る.

项目成果

CRYSTALLIZATION OF MAGNETO-OPTICAL BISMUTH YTTRIUM IRON GARNET FILMS ON SILICON SUBSTRATES

硅衬底上磁光铋钇铁石榴石薄膜的结晶

• 发表时间: 2022
• 作者: Kensuke Hayashi;Caroline A. Ross
• 通讯作者: Caroline A. Ross

Tailoring THz antiferromagnetic resonance of NiO by cation substitution

通过阳离子取代定制 NiO 的太赫兹反铁磁共振

• DOI: 10.1103/physrevmaterials.4.074402
• 发表时间: 2020
• 期刊: Physical Review Materials
• 影响因子: 3.4
• 作者: Takahiro Moriyama;Kensuke Hayashi;Keisuke Yamada;Mutsuhiro Shima;Yutaka Ohya;and Teruo Ono
• 通讯作者: and Teruo Ono

Textured growth of Co-Fe-Ga alloy films via topotactic transformation from highly oriented precursor and spinel oxide

通过高取向前驱体和尖晶石氧化物的拓扑转变制备 Co-Fe-Ga 合金薄膜的织构化

• DOI: 10.1016/j.matlet.2021.130306
• 发表时间: 2021
• 期刊: Materials Letters
• 影响因子: 3
• 作者: Ohno Yuta;Hayashi Kensuke;Yamada Keisuke;Shima Mutsuhiro
• 通讯作者: Shima Mutsuhiro

Estimation of the cation distribution in Co3-XNiXO4 (0 ≦ X ≦ 1.28) synthesized from crystallized Co1-YNiY(OH)2 (X = 3Y) prepared by the uniform precipitation method

估算由均匀沉淀法制备的结晶 Co1-YNiY(OH)2 (X = 3Y) 合成的 Co3-XNiXO4 (0 ≤ X ≤ 1.28) 中的阳离子分布

• DOI: 10.1016/j.jmmm.2020.167479
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Magnetism and Magnetic Materials
• 影响因子: 2.7
• 作者: Kensuke Hayashi;Keisuke Yamada and Mutsuhiro Shima
• 通讯作者: Keisuke Yamada and Mutsuhiro Shima

Control of antiferromagnetic resonance and the Morin temperature in cation doped <b><i>α</i></b>-Fe_2-_<i>x</i>M_<i>x</i>O₃ (M <b>=</b> Al, Ru, Rh, and In)

阳离子掺杂<b><i>α</i></b>-Fe_2-<sub><i>x</i></中反铁磁共振和桑色素温度的控制sub>M_<i>x</i>O₃（M <b>=</b> Al、Ru、Rh 和 In）

• DOI: 10.1063/5.0053586
• 发表时间: 2021
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Hayashi Kensuke;Yamada Keisuke;Shima Mutsuhiro;Ohya Yutaka;Ono Teruo;Moriyama Takahiro
• 通讯作者: Moriyama Takahiro