圧電駆動型磁気光学効果を用いた超高速空間光多値変調マイクロデバイス

利用压电驱动磁光效应的超高速空间光学多级调制微器件

基本信息

批准号：
13025227
负责人：
井上光輝
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

磁気光学効果を用いた空間光変調デバイス(MOSLM)について、低電力超高速動作を実現するために、以下の素子の試作を行い、基礎的動作確認を行った。(1)LPEガーネットベースMOSLM3次元電磁界解析により新しい駆動電流ライン設計を行い、従来型デバイスに比べ25%程度の電流値でピクセル反転できる形状を見出した。この指針に基づき実際に素子を作成し駆動状態を調べた。静的動作では理論解析に一致して概ね50mA程度の駆動電流でピクセル反転する素子が得られた。この成果に基づき、現在ダイナミックにMOSLMを駆動するドライバシステムを構築している。(2)磁性フォトニック結晶ベースMOSLM薄膜ベースのMOSLMを実現する目的で、1次元磁性フォトニック結晶(1D-MPC)を用いたMOSLMを考案し、RFマグネトロンスパッタ法で素子の試作を行った。作成した素子のピクセル反転状況を調べたところ、1D-MPCに用いた磁性ガーネット薄膜が田結晶構造をもつことに起因して磁壁ピンニングにより良好なピクセル反転が実現できないことが判明した。この難点のない新しい素子として、エピタキシャル成長した磁性ガーネット薄膜を含む1D-MPCを形成し、このガーネット膜を用いたMOSLMの構築と基礎特性について定量的に調べている。(3)電圧駆動型MOSLMTTLレベルの電圧によりMOSLMピクセル内の磁化反転を行う新しいコンセプトに基づく素子を作成した。この素子の静的なピクセル反転状況を調べたところ、8V程度の電圧印加でピクセル反転に成功した。この素子は電圧で磁化方位を制御するという新規の素子であり、現在最適な素子形状探査とその結果に基づく素子形成を行っている。

为了利用磁光效应实现空间光调制器件（MOSLM）的低功耗、超高速运行，我们制作了以下器件的原型并确认了其基本运行。 (1) 我们利用基于 LPE 石榴石的 MOSLM 三维电磁场分析设计了一种新的驱动电流线，并找到了一种形状，与传统器件相比，可以以约 25% 的电流值实现像素反转。根据这个指导方针，我们实际上创建了一个设备并研究了它的驾驶状态。在静态操作中，我们获得了一个驱动电流约为 50 mA 的反转像素的器件，与理论分析一致。基于这一结果，我们目前正在构建一个动态驱动 MOSLM 的驱动系统。 (2)基于磁性光子晶体的MOSLM 为了实现基于薄膜的MOSLM，我们设计了一种使用一维磁性光子晶体(1D-MPC)的MOSLM，并使用射频磁控溅射方法制造了原型器件。当我们研究所制造的器件的像素反转状态时，我们发现由于1D-MPC中使用的磁性石榴石薄膜具有场晶体结构，因此由于畴壁钉扎而无法实现良好的像素反转。作为一种没有这个缺点的新器件，我们已经形成了包含外延生长的磁性石榴石薄膜的1D-MPC，并且正在定量研究使用这种石榴石薄膜的MOSLM的结构和基本特性。 (3) 电压驱动 MOSL 我们创建了一种基于新概念的器件，该器件使用 MTTL 电平的电压反转 MOSLM 像素内的磁化强度。当我们研究该器件的静态像素反转情况时，我们通过施加约8V的电压成功实现了像素反转。该元件是一种磁化方向由电压控制的新元件，目前我们正在寻找最佳元件形状并根据结果形成元件。