2012年研究カタログ
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■ 研究担当:バディム ザエツ/齋藤秀和 ■ ナノスピントロニクス研究センター 半導体スピントロニクスチーム■ 連携担当:齋藤秀和 研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●光―電子集積回路と一体化可能な高性能光アイソレーターを実証 ●磁性半導体および強磁性金属/半導体ハイブリッド構造の磁気光学効果を利用 ●動作速度1TBit/sec以上の高速不揮発性光メモリへの展開 光アイソレーターは、磁気光学効果を用いて光の伝播方向を一方向にのみ限定させる機能を持ち、光情報通信に不可欠なデバイスです。現在実用化されている光アイソレーターは、半導体基板上に成長させることができない酸化物磁性体を用いているため、レーザーダイオードや光増幅素子などの半導体デバイスとの一体化が困難です。当研究センターでは、半導体上に成膜可能な磁性半導体や強磁性金属を利用して、集積化可能な光アイソレーターの開発を行っています。さらに、この技術を発展させて、超高速で動作可能な不揮発性光メモリの実証を目指しています。・ GaAs基板上に成長させた磁性半導体(Cd, Mn)Te薄膜を用いて導波路型光アイソレーターを作製しました。ファラーデー回転角2000deg/cm、アイソレーション比 27 dB、光消失0.5dB/cmで、現在実用化されているアイソレータ素子と同等以上の性能を実証しました。・ 半導体光導波路に集積化した強磁性金属ナノ構造の磁化の方向(情報)を、導波光を用いて読み出し/書き込むことで光情報を不揮発的に記憶する超高速光メモリを提案し、その実現を目指して実験を行っています。原理的には、2.2TBit/secの動作速度が可能であることを実証しました。● 位相固定fsパルスを用いたポンププローブ分光の特徴を持った不揮発性光メモリの作製技術、評価 ● 特願:2008-001970、米国特許:第7936631号 「不揮発性光メモリ素子及びその動作方法」謝辞: 本研究は、NEDO「ブロードバンドネットワークのための次世代磁気光学素子に関する研究」、「スピントロニクス不揮発性機能技術プロジェクト」 および産総研内「酸化物アライアンスプロジェクト」の支援を受けました。GaP prismCd Mn Te waveguidePolarizerPolarizerTETV-CAMERAHTE2 mm2 mm図1 半導体GaAs上に作製した磁性半導体(Cd,Mn)Teを用いた光アイソレータとモード変換の様子。- +AGaAs�2 �m2 �mnanomagnet図2 強磁性金属/半導体ハイブリッド超高速光メモリスピントロニクス技術を利用した新規半導体光素子の開発● 研究拠点つくば中央243情報通信・エレクトロニクス分野第3会場I-78I-78

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