高周波ミリ波吸収磁性物質の創成

本研究では、高周波ミリ波吸収特性を示すイプシロン型酸化鉄(ε-Fe_2O_3)をベースとした新規ミリ波吸収体の開発、およびテラヘルツ磁気光学効果の測定とデバイスの創製を目的に研究を行った。平成23年度に実施した研究について以下に述べる。(1)自然共鳴の高周波化およびサブテラヘルツファラデー効果の観測:H22年度に引き続き、ロジウム置換型ε-Fe_2O_3の合成に関する研究を行った。その結果、よりロジウム置換を進めた物質を合成することができ、さらに保磁力が向上したことが分かった。(2)自然共鳴現象の温度依存性:(1)に関連して、ε-Fe_2O_3およびその金属置換体における高周波ミリ波吸収メカニズムを検討するために、172GHzという高周波ミリ波領域に自然共鳴を示すε-Al_<0.06>Fe_<1.94>O_3について、ミリ波吸収スペクトルの温度依存性を測定し、得られたスペクトルを解析した。各測定温度でローレンツ型の共鳴吸収ピークが観測された。スピン再配列現象によって共鳴周波数及びスペクトル半値幅が変則的な温度依存性を示すことを見出した。(3)高い電磁波吸収効率を示す物質の開発:電磁波吸収強度は電磁波吸収体の形状によって大きく影響を受けるため、電磁波吸収体の形状を考慮することが重要である。その計算の準備段階として、必要となるε-Fe_2O_3およびその金属置換体のミリ波領域の透磁率についてスピンの運動方程式を用いた解析を行い、透磁率を理論的に再現することができた。これにより、ミリ波領域での電磁波吸収体の設計が可能になった。

本研究では、高周波ミリ波吸収特性を示すイプシロン型酸化鉄(ε-Fe_2O_3)をベースとした新規ミリ波吸収体の開発、およびテラヘルツ磁気光学効果の測定とデバイスの創製を目的に研究を行った。平成23年度に実施した研究について以下に述べる。(1)自然共鳴の高周波化およびサブテラヘルツファラデー効果の観測:H22年度に引き続き、ロジウム置換型ε-Fe_2O_3の合成に関する研究を行った。その結果、よりロジウム置換を進めた物質を合成することができ、さらに保磁力が向上したことが分かった。(2)自然共鳴現象の温度依存性:(1)に関連して、ε-Fe_2O_3およびその金属置換体における高周波ミリ波吸収メカニズムを検討するために、172GHzという高周波ミリ波領域に自然共鳴を示すε-Al_<0.06>Fe_<1.94>O_3について、ミリ波吸収スペクトルの温度依存性を測定し、得られたスペクトルを解析した。各測定温度でローレンツ型の共鳴吸収ピークが観測された。スピン再配列現象によって共鳴周波数及びスペクトル半値幅が変則的な温度依存性を示すことを見出した。(3)高い電磁波吸収効率を示す物質の開発:電磁波吸収強度は電磁波吸収体の形状によって大きく影響を受けるため、電磁波吸収体の形状を考慮することが重要である。その計算の準備段階として、必要となるε-Fe_2O_3およびその金属置換体のミリ波領域の透磁率についてスピンの運動方程式を用いた解析を行い、透磁率を理論的に再現することができた。これにより、ミリ波領域での電磁波吸収体の設計が可能になった。