3次元磁性フォトニック結晶の形成と線型・非線型光学特性

三维磁性光子晶体的形成和线性/非线性光学特性

基本信息

批准号：
03F03042
负责人：
井上光輝
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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/grant/KAKENHI-PROJECT-03F03042/
关键词：
磁性フォトニック結晶光学フェライト 3次元オパールガーネット

项目摘要

SiO_2粒子から成る高品質な人工オパールを用いて,磁性フォトニック結晶を作製し,その光学および磁気光学特性を調べた.オパール試料の内部に磁性体を充填する方法を用いた.内部にマグネタイトを形成する方法では,鉄溶液として2価と3価の塩化鉄FeCl_2およびFeCl_3を用いる共沈法を用いた.2価と3価の鉄の割合,アンモニアによるpH値,溶液の濃度を変えた.その結果,フェライト充填後もフォトニックバンドギャップが存在し,そして800nm付近で高い透過率を示すことがわかった.また,フォトニックバンドギャップ付近で,ファラデー回転角が変化することが明らかになった.同様に,熱分解法を用いて,オパール試料の内部にガーネットを形成させた.硝酸BI, Y, Feを浸透させ,750℃で20分の熱処理をすることで,Bi置換型鉄イットリウムガーネット(Bi : YIG)を形成させた.さらに,硝酸Tb, Gaを用いて,950℃において20分熱処理することで,テルビウムガリウムガーネット(TGG)を充填させた.常磁性体であるTGGから成る磁性フォトニック結晶では,高い透過率とフォトニックバンドギャップを示すことを確認した.さらに,SiO_2球をエチルアルコールに分散させたコロイド溶液を用いて,沈降法によってオパール試料を作製した.SEMによる観察から,試料の下部に配列が乱れた部分があることが明らかになった.オパール試料の光学的な透過率スペクトルを測定し,フォトニックバンドギャップの深さと幅を調べることによって評価を行なった.配列が乱れた部分を研磨することによって品質を高めることができた.

我们利用由SiO_2颗粒制成的高质量人造蛋白石制备了磁性光子晶体，并研究了其光学和磁光性能。我们采用了在蛋白石样品内部填充磁性材料的方法，形成方法采用了共沉淀法。使用二价和三价氯化铁FeCl_2和FeCl_3作为铁溶液。二价和三价铁的比例，氨结果发现，即使在填充铁氧体后也存在光子带隙，并且在800nm附近表现出高透射率。此外，在光子带隙附近，法拉第旋转角发生变化。同样，石榴石使用热解方法在蛋白石样品内部形成。通过渗入Y和Fe并在750℃下热处理20分钟形成双取代铁钇石榴石（Bi：YIG）。此外，硝酸Tb，我们使用Ga，通过在950℃下热处理20分钟来填充铽镓石榴石（TGG）。由顺磁性材料TGG制成的磁性光子晶体具有高透射率和光子带隙。将SiO_2球体分散在乙醇中的胶体溶液中，确认有沉淀。通过该方法制备了蛋白石样品，SEM观察发现样品底部存在无序部分，测量了蛋白石样品的光学透射率光谱，并确定了光子带隙的深度。通过检查宽度和宽度来进行。通过抛光排列混乱的区域可以提高质量。