半導体・磁性体複合構造を用いた磁気光学機能デバイスの研究

半导体/磁性复合结构磁光功能器件研究

• 批准号: 15034204
• 负责人: 清水 大雅
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15034204/
• 关键词: 光アイソレータ; 非相反損失現象; 半導体光増幅器; 半導体光導波路; 長距離光ファイバ通信; TEモード動作; 集積化光デバイス

TEモードで動作する非相反損失変化型の半導体導波路型光アイソレータを世界で初めて提案した。非相反損失変化の大きさを等価屈折率法と摂動法を用いた計算により明らかにし、17dB/mmもの非相反損失変化が得られることを明らかにした。この時30dBの消光比を得るのに必要なデバイス長は1.76mmと非常に小さなサイズですむことが明らかになった。またこれらのデバイスパラメータのデバイス構造依存性を調べ、横単一モード動作を実現し、実際に作製可能なデバイス構造を明らかにした。以上の設計に基づき、実際にデバイスの試作を行った。半導体光増幅器の基板となる量子井戸活性層を含む導波路構造は有機金属気相エピタキシー法により作製した。この基板をフォトリソグラフィー、エッチングによってハイメサ構造に加工し、電子ビーム蒸着法によって強磁性金属のFeを蒸着し、さらに電極を形成して設計したデバイス構造を実現した。本デバイスが動作するためにはFeを装荷させたことによってデバイスを伝搬する光が損失を受けることが必要である。このことを確認するためにFeを装荷したデバイスと装荷しないデバイスに対してas cleavedの状態で電流を注入し、発光強度の比較を行った。この結果Feを装荷したデバイスにおいて発光強度が弱くなることが確認され、デバイスを伝搬する光がFeによる損失を感じていることがわかった。このデバイスに対して、波長可変レーザからの光を光ファイバによってデバイスに入射させ、永久磁石によって磁場を印加させて伝搬特性を評価した。磁場を印加した状態での伝搬特性の評価は磁場の影響を受け、定量的な評価はできていないが、磁場を印加したことによって伝搬光強度が変化したデバイスが一部見られた。この現象が非相反損失変化であるかを偏波依存性等の評価によって現在確認中である。

The semiconductor waveguide type optical fiber is the first in the world to be proposed in the field of non-reciprocal loss conversion. Non-inverse loss is calculated by using the equal refractive index method and the dynamic method, and the non-inverse loss is calculated by using the equal refractive index method. This time the extinction ratio of 30dB is required to be 1.76 mm long and very small. In addition, the dependency of the device structure of this device is adjusted, the horizontal motion of a single screen is realized, and the device structure that is possible in practice is clearly defined. The above design is based on the design of the base, the implementation of the test. Semiconductor optical amplifier substrate, quantum well, active layer, waveguide structure, organic metal phase, phase. The substrate is processed by evaporation of Fe from ferromagnetic metals, and the electrode is formed. This is the first time I've ever seen a woman who's been in a bad mood. This is a confirmation of Fe loading, current injection and luminous intensity comparison. As a result, Fe is loaded with light and the intensity of light is weak. The wavelength of the light beam can be changed. The incident light beam can be changed. The magnetic field of the permanent magnet can be changed. The evaluation of the magnetic field and the characteristics of the magnetic field is based on the quantitative evaluation of the magnetic field and the light intensity. This phenomenon is now confirmed in the evaluation of partial wave dependence, etc.

项目成果

K.Ueda, H.Shimizu, M.Tanaka: "Design, fabrication, and magneto-optical properties of multilayers containing GaAs/AlAs DBR and MnAs nano clusters"Journal of the Magnetics Society of Japan. 27・4. 273-276 (2003)

K.Ueda、H.Shimizu、M.Tanaka：“含有 GaAs/AlAs DBR 和 MnAs 纳米团簇的多层膜的设计、制造和磁光特性”日本磁学学会杂志 27・4。 2003）

K.Ueda, H.Shimizu, M.Tanaka: "Magnetooptical Kerr Effect of Semiconductor-Based Multilayer Structures Containing a GaAs:MnAs Granular Thin Film"Japanese Journal of Applied Physics. 42・8A. L914-L917 (2003)

K.Ueda、H.Shimizu、M.Tanaka：“含有 GaAs:MnAs 颗粒薄膜的半导体多层结构的磁光克尔效应”日本应用物理学杂志 42・8A (2003)。

J.Okabayashi, M.Mizuguchi, M.Oshima, H.Shimizu, M.Tanaka, M.Yuri, C.T.Chen: "Electronic and magnetic properties of MnAs nanoclusters studied by x-ray absorption spectroscopy and x-ray magnetic circular dichroism"Applied Physics Letters. 83・26. 5485-5487 (

J.Okabayashi、M.Mizuguchi、M.Oshima、H.Shimizu、M.Tanaka、M.Yuri、C.T.Chen：“通过 X 射线吸收光谱和 X 射线磁圆二色性研究 MnAs 纳米团簇的电子和磁性”应用物理快报83・26。