磁性体を用いた集積型光メモリの創製

本研究課題では、次世代の光信号処理ネットワークに向けて磁性体を用いた新しい光メモリの実現を目的とする。作製するデバイスの概要としては、再生層として機能する磁気光学ガーネットCe:YIG上にアモルファスSi導波路によってリング共振器や書き込み用の導波路を形成し、記録層となるCeFeBをリング導波路の一部に配置した構成となっている。書き込み動作については、光パルス入力に対する磁化反転動作の実験結果についてOptics Express誌に投稿していたものが掲載された。書き込み導波路のリング共振器の外側への適切な配置位置について静磁界解析を用いてシミュレーションを行い、記録層が１つの場合でも10μm程度の領域にCe:YIGを磁化飽和する程度の磁界を発生できることがわかった。また、CoFeB記録層の厚さと縦横のサイズについてもシミュレーションを行い、実際にCoFeB層のみの磁化特性を測定することで、保磁力が小さいまま残留磁化が強くなる最適な形状があることがわかった。また、再生層となるCe:YIGの磁化反転速度を評価するため2021年度から検討を進めたコプレーナ線路を用いた光スイッチの高速応答の検討結果について、成果発表した国際会議OECC/PCS2022と応用物理学会学術講演会でBest Student Paper Awardと講演奨励賞を受賞する評価を得た。

本研究課題では、次世代の光信号処理ネットワークに向けて磁性体を用いた新しい光メモリの実現を目的とする。作製するデバイスの概要としては、再生層として機能する磁気光学ガーネットCe:YIG上にアモルファスSi導波路によってリング共振器や書き込み用の導波路を形成し、記録層となるCeFeBをリング導波路の一部に配置した構成となっている。書き込み動作については、光パルス入力に対する磁化反転動作の実験結果についてOptics Express誌に投稿していたものが掲載された。書き込み導波路のリング共振器の外側への適切な配置位置について静磁界解析を用いてシミュレーションを行い、記録層が１つの場合でも10μm程度の領域にCe:YIGを磁化飽和する程度の磁界を発生できることがわかった。また、CoFeB記録層の厚さと縦横のサイズについてもシミュレーションを行い、実際にCoFeB層のみの磁化特性を測定することで、保磁力が小さいまま残留磁化が強くなる最適な形状があることがわかった。また、再生層となるCe:YIGの磁化反転速度を評価するため2021年度から検討を進めたコプレーナ線路を用いた光スイッチの高速応答の検討結果について、成果発表した国際会議OECC/PCS2022と応用物理学会学術講演会でBest Student Paper Awardと講演奨励賞を受賞する評価を得た。