ナノ微粒子分散薄膜の導波路型光デバイスへの応用に関する研究

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本研究の究極の目的は、ナノ微粒子分散媒質を薄膜化して光導波路として用い、新しい原理・構造のより機能的で安定性のあるモノリシック光集積回路を構築する技術を開発することにある。本年度は特に、そのための基礎技術の開発を主たる目的として、磁性体材料を微粒子化して誘電体媒質中に分散し、得られた媒質の磁気光学特性を調べた。先ず、微粒子化後もバルク状の磁性体が持っている磁気光学特性が保たれることを確かめるため、強磁性金属であるニッケル薄膜を形成し、加熱処理することで島状化して直径数十ナノメートルの微粒子を形成し、その前後のファラデー回転角の測定を行った。その結果、薄膜のファラデー効果は島状化によってもほとんど変化は無く、さらに微粒子化により自由電子による吸収損失を提言できることも明らかになった。さらに、鉄、ニッケル、YIG等の磁性体の数十ナノメートルから数ミクロンの直径の粉末を、液状のフッ素樹脂中に混合し、攪拌して一様に分散させて、ガラス基板上にスピンコートした後、加熱して硬化させた媒質を試作し、分散された磁性体の体積量に相当するファラデー効果が得られることを実際に確認した。これらの成果により、ナノ微粒子分散媒質を用いたモノリシック光集積回路素子の実現可能性を明らかにすることができた。また、ナノ微粒子分散薄膜の応用として追記型光ディスクや偏光子等の開発研究も行い、さらに合金微粒子の光学特性等の基礎研究でも成果を得て、学術雑誌に報告した。