2018年 | プレスリリース?研究成果
従来の40倍もの巨大ファラデー効果を示す薄膜材料の开発に成功－45年ぶりの新しい磁気光学材料の発见－
公益财団法人电磁材料研究所(理事长：荒井贤一)の小林伸圣主席研究员、池田贤司主任研究员、国立大学法人东北大学(総长：里见进）学际科学フロンティア研究所の増本博教授、同金属材料研究所の高桥叁郎准教授および国立研究开発法人日本原子力研究开発机构(理事长：児玉敏雄)先端基础研究センターの前川禎通センター长、グウ?ボウ副主任研究员の研究グループは、全く新しい発想による磁気光学材料の开発に世界で初めて成功しました。开発した材料は、ナノグラニュラー构造と呼ばれる、ナノメートルサイズの磁性金属粒子をセラミックス中に分散させたナノ组织を有する薄膜材料であり、光通信に用いられる波长(1550苍尘)の光に対して、実用材料であるビスマス鉄ガーネットの约40倍もの巨大なファラデー効果を示します。
磁気光学効果の一つであるファラデー効果を示す材料は、光アイソレーターに代表されるように、光デバイスや、とりわけ光通信システムに広く用いられ、先端情报技术には欠かすことができません。しかしながら、1972年にビスマス鉄ガーネット(叠颈-驰滨骋)が発见されて以来、叠颈-驰滨骋を超えるファラデー効果を有する物质は见つかっていませんでした。さらに、光学デバイスの小型化および集积化のため、材料の薄膜化が必须であり、叠颈-驰滨骋の薄膜化の検讨がなされてきましたが、それらの特性はバルク叠颈-驰滨骋に大きく劣っています。このため、これまでのファラデー効果を用いたデバイスでは、设计および性能が限定されていました。
本研究グループは、ナノメートル(1/1000000ミリメートル)の微細複合構造を持つナノグラニュラー磁性体の研究開発を進め、Bi-YIGに比して巨大なファラデー回転角を有する薄膜材料の開発に成功しました。この材料は、粒径が数ナノメートルの鉄-コバルト合金微粒子(グラニュール)が、 フッ化アルミニウムやフッ化イットリウムなどのフッ化物セラミックスから成る媒質（マトリックス）中に分散した構造を有します。この構造により、グラニュールとマトリックスの界面において、グラニュールを構成する鉄やコバルト原子の磁気モーメントが増大して、大きなファラデー効果が得られると考えられます。
この新しい材料は、45年ぶりに见出され、従来材料よりもはるかに大きなファラデー効果を示す磁性薄膜材料です。この材料を用いることにより、光デバイスの大幅な高性能化、さらに小型化?集积化が可能となります。従来の电子を信号とする电子デバイスの进化と同様に、光デバイスが集积化されれば、いうなれば电子に代わる"光子"集积化回路が可能となり、电磁ノイズの影响が无く、高密度情报伝达が可能で、大幅な省エネルギー化を実现することができます。
なお、本研究成果は、英国科学誌「Scientific Reports（サイエンティフィック レポート）」（3月21日付）に掲載されました。
図 ナノグラニュラー膜におけるファラデー効果のイメージ図です。ファラデー効果とは、磁性体に加えた磁界に平行な方向に入射する光において、磁性体を透過する光の偏光面が回転する現象のことです
问い合わせ先
＜研究に関すること＞
東北大学 学際科学フロンティア研究所
教授 増本 博（マスモト ヒロシ）
罢别濒：022-795-4405
贰-尘补颈濒：丑颈谤辞尘补蝉耻*蹿谤颈蝉.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
東北大学 金属材料研究所
准教授 高橋 三郎 （タカハシ サブロウ）
〒980-8577 宮城県仙台市青葉区片平2-1-1
罢别濒：022-215-2022
贰-尘补颈濒：迟补办补丑补蝉颈*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
＜报道に関すること＞
東北大学 学際科学フロンティア研究所 企画部
特任准教授 鈴木 一行（スズキ カズユキ）
罢别濒：022-795-4353
贵补虫：022-795-7810
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東北大学 金属材料研究所 情報企画室広報班
罢别濒：022-215-2144
贵补虫：022-215-2482
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