光磁束量子変換効果を用いた光制御システムの開発

利用光通量量子转换效应的光控制系统的开发

• 批准号: 15656017
• 负责人: 斗内 政吉
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656017/
• 关键词: フェムト秒光パルス; 光磁束量子変換; 希土類鉄ガーネット; 磁気光学顕微鏡; Bi_2St_2CaCu_2O_<8+δ>; YBa_2Cu_3O_<7-δ>; ファラデー効果; 磁束量子フロートランジスタ; Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>; フェムト秒光パルス; 光磁束量子変換; 希土類鉄ガーネット; 磁気光学顕微鏡; Bi_2St_2CaCu_2O_<8+δ>; YBa_2Cu_3O_<7-δ>; ファラデー効果; 磁束量子フロートランジスタ; Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>

本研究では、申請者が見出した光磁束量子変換効果を用いて、フェムト秒光パルス信号による2次元光情報制御の可能性を探ることを目的とする。平成16年度は、昨年度構築した高温超伝導体中に存在する磁束量子を観測するための磁気光学顕微鏡を用いて、引き続き磁束量子を観測するとともに、CCD読み出しなど装置改良と、デバイスへの適用を行った。その結果、以下の成果を得た。1.構成のCCDを組み込み、ファラデー素子にはBi置換型希土類鉄ガーネットを用い、リアルタイムで高分解能に観測できる磁気光学顕微鏡を開発した。そのとき、空間分解能約1μm以下を得た。2.高温超電導体であるBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>薄膜における磁束の浸入の観測をした。そのとき、三角格子を構成する単一磁束量子の観測に成功した。3.単結晶とエピタキシャル薄膜との比較を行い、単結晶では、a軸方向に沿って並んだ磁束量列が観測されたが、エピタキシャル膜では観測されなかった。このことから、磁束粒子の配列には欠陥が大きく寄与していることが判明した。4.YBCO薄膜を用いて、磁束量子制御用リングデバイスを設計・試作した。5.上記リングデバイスにおいて、磁束量子の侵入を観測したが、単一磁束量子の観測にはいたらなかった。6.デバイス評価用にBi置換型希土類鉄ガーネットをスピンコート法により自作し、磁束量子観測に適用した。以上、光制御のデモンストレーションまでにはいたらなかったが、単一磁束量子観測システムを開発するなど、大きな成果が得られた。

这项研究旨在使用申请人发现的磁光通量量子转换效果，使用飞秒光学脉冲信号探索二维光学信息控制的可能性。在2004年，使用磁光学显微镜继续观察磁通量量子，以观察去年构建的高温超导体中的磁通量量子，并改进了设备，例如CCD读数，并应用于设备。结果，获得了以下结果：1。我们开发了一种磁光学显微镜，可以使用Bi-us-叠加的稀土铁石榴石对法拉第元素实时观察到，高分辨率可以实时观察。目前，获得了约1μm或更少的空间分辨率。 2。在BI_2SR_2CACU_2O_2O_ <8+δ>薄膜中，磁通量穿透是一种高温超导体。当时，我们成功地观察了构成三角形晶格的单个磁通量量子。 3。进行单晶和外延薄膜之间的比较，尽管在单晶中观察到沿A轴方向衬有磁通量序列，但在外延膜中未观察到它们。这表明缺陷对磁通颗粒的排列有显着贡献。 4。使用YBCO薄膜，设计和原型设计了用于磁通量量子控制的环设备。 5。在上面的环形装置中观察到磁通量的侵入，但在单个磁通量量子观测中未观察到。 6。通过自旋涂层方法制成双层稀土铁石榴石，以进行装置评估，并应用于磁通量量子观测。在演示光控制之前并非如此，但取得了巨大的结果，包括开发单量量子观察系统。