일본 과학 기술 기관 (Okimura Noriki 회장) (이하 "JST"라고 함)과 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (이하 "바카라 사이트")는 주기적으로 미세한 그루브를 grooves의 강도를 바꾸어 미세한 광의 강도를 변화시키는 데 성공했습니다
각도에서 CD 또는 DVD를 보면 무지개 색상이 나타날 수 있습니다 이것은 표면에 미세한 그루브를 때리는 빛으로 인해 발생합니다회절라고합니다 홈이 바카라 사이트 표면에 생성 될 때, 바카라 사이트의 극성에 따라 빛의 회절 강도가 변화하는 것으로 알려져 있습니다 그러나,이 효과는 광파의 진동 방향 (편광)에 의해 방출되거나 방출되지 않았으며, 이는 실제 사용에 장애가된다
작년에 JST는 도쿄 대학과 협력하여 이론적으로 홈이 특수 바카라 사이트으로 만들어지면 분극에 관계없이 자기 극의 방향에 따라 빛의 회절 강도가 변할 것이라고 예측했습니다 이를 위해서는 압력이 적용될 때 전기를 생성하는 특성을 갖는 바카라 사이트이 있어야합니다 (압전 특성) 이 연구에는이 속성이 있습니다Gafeo3준비되었고, 그루브 (회절 격자)를 4 마이크로 미터의 기간에 표면에 새겼다 이 회절 격자에 가시 광선이 인시되었을 때, 회절 강도는 자기 극의 방향을 변경함으로써 실제로 약 2%만큼 변화했다 이때, 오른쪽으로 회절되고 왼쪽이 더 강해지고 다른 빛은 약해집니다 우리는 또한이 효과가 편광과 독립적으로 발생한다는 것을 측정했습니다
현재 관찰 된 효과는 작지만 앞으로이 효과를 증가시킴으로써 자기장을 사용하여 레이저 이동 방향을 제어하는 새로운 자기-광학 장치가 만들어 질 가능성을 보여줍니다 압전 특성을 모두 갖는 자기 인공 격자를 실현함으로써 수십 %의 강도 차이를 달성 할 것으로 예상됩니다
이 연구 결과는 JST Creative Science and Technology Promotion Project (ERATO) Tokura Spin Superstructure Project (General Director : Tokura Yoshinori, Tokura Yoshinori, Tokura Yoshinori, Tokura Correlation Electronic Technology, Tokyo University, American Physics Academic Journal)의 공동 연구를 통해 얻었습니다
물리 검토 편지2006 년 4 월 26 일 (미국 동부 시간)에 2006 년 4 월 28 일 (미국 동부 시간)에 잡지에 출판 될 예정입니다
광 회절 현상은 빛을 파장으로 나누는 분광 기술, 레이저의 진동 파장을 선택하는 장치 및 홀로 그래피를 포함하여 다양한 응용 분야에 적용됩니다 또한, 예를 들어 회절 현상과 유사한 원리에 의해 특정 파장의 빛 만 차단하는 간섭 필터가 만들어졌다 이를 추가로 개발함으로써 다양한 광학 장치를 생산할 수 있다는 생각으로 Photonic Crystals라는 장치 요소에 대한 연구도 적극적으로 수행되고 있습니다
한편, 광에 대한 바카라 사이트의 효과는 마그네토 오후 디스크 (MO, MD) 및 통신 세계에서 사용되는 광학 고립기와 같은 빛을 사용하여 마그네틱 레코딩의 판독에 적용됩니다
따라서, 이들 두 요소를 결합함으로써 다양한 광학 함수 (레이저 진동, 홀로 그래피, 광학 필터 등)를 자기장에 의해 제어 할 수있는 오랜 시간이 걸렸다 그러나, 빛에 대한 일반 바카라 사이트의 영향은 빛에 의해 소유되는 전기장 파의 진동 방향 (편광)에 의존하며, 이는 회절 현상과 결합 된 장치의 실현에 큰 방해가되며, 실습에 적용되는 예는 없다
JST는 몇 년 동안 연구 해 왔으며, 모두 압전 인 특수 바카라 사이트의 광학 반응에주의를 기울여 왔습니다 이 과정에서, 우리는 압전 바카라 사이트이 방향성 이색성이라는 특성을 가지고 있으며, 여기서 흡수량은 빛 또는 X- 선이 결정의 앞쪽 또는 뒷면에서 이동하는지 여부에 따라 변화합니다 (왼쪽)
이 성과에 대한 응답으로, JST는 작년에 회절 격자가 압전 바카라 사이트으로 제작되면 분극없이 회절 강도를 제어 할 수 있다고 작년에 예측했다 구체적으로, 전기가 압전 바카라 사이트에 저장되고 빛이 노출되는 표면에 홈이 생성 될 때, 왼쪽과 오른쪽의 빛이 더 강해지고 다른 빛은 약해지고,이 강도는 자기 극의 방향에 따라 반전됩니다 (그림 1의 오른쪽) JST와 AIST 간의 이러한 협력 이이 효과를 가장 먼저 입증하는 것입니다 관찰 된 회절 강도에 대한 자기 극의 방향의 효과는 전송에서 방향성 이색성보다 회절이 더 큰 크기 이상이었다 우리는 이러한 증가가 재료의 유효 광 속도가 느리고 빛 회절이 발생할 때 바카라 사이트과의 상호 작용이 증가하기 때문이라고 생각합니다
이런 식으로,이 시간의 결과는 학문적으로 의미가있을뿐만 아니라 광학적 통신 기술에 중요한 새로운 전자기 광학 장치 (광학 스위치 및 광학 탈수성)의 개발의 기본 원칙으로 이어질 것으로 예상됩니다
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그림 1 압전 특성을 갖는 바카라 사이트에 의해 전시 된 특수 광학 반응 (또는 더 정확하게는 양성과 음의 전기가 표면에 존재한다는 사실)
(왼쪽) 흡수는 통과하는 빛의 방향에 따라 변화합니다
(오른쪽) 그루브가 동일한 재료에 생성되고 빛이 노출되면, 회절 된 빛의 강도는 자기 극의 방향에 따라 왼쪽이든, 오른쪽이든, 왼쪽이든, 오른쪽이든간에 변화합니다
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이 연구에서 우리는 압력이 적용될 때 정전기를 생성하는 특성을 갖는 바카라 사이트의 광자에 초점을 맞추 었으며 (piezoelectricity), 회절에 대한 이러한 물질의 새로운 영향을 개발하는 것을 목표로했다 Gafeo3조명은 단결정의 표면에 제조 된 회절 격자에 조사되었고, 회절 된 빛의 강도를 자세히 조사 하였다 결과적으로 다음을 발견했습니다
- Gafeo3단결정을 수지에 내장하고 회절 격자를 미세 처리 기술을 사용하여 패턴 화 하였다 (도 2) 빛 이이 그루브에 들어가면 빛이 회절됩니다 (그림 3)
- 제조 된 회절 격자에 빛이 발생했을 때, 회절 된 빛은 스팟 형상으로 관찰되었다 바카라 사이트의 NS 극이 500 가우스의 자기장에 의해 역전 될 때 회절 된 광의 강도는 최대 2%까지 변화하는 것으로 밝혀졌다 (도 4) 또한 왼쪽으로 회절 된 빛의 강도가 약해질 때 그림의 오른쪽으로 회절 된 광의 강도가 더 강해진다는 것이 밝혀졌습니다
- 이 회절 된 빛의 강도의 변화는 입사광의 방향 또는 회절 된 빛의 분극에 의존하지 않는 것으로 밝혀졌다 이것은 전통적인 바카라 사이트이 가진 빛의 효과와는 완전히 다른 속성입니다
- 자기장으로 인한 회절 강도의 증가 또는 감소의 부호는 양으로 하전 된 표면의 회절 격자와 음으로 하전 된 표면에 대한 회절 격자 사이에 역전되었다 이 결과는 결과 효과가 전기 기원을 갖는다는 것을 의미합니다
- 이 변경 사항은 Gafeo3바카라 사이트이되는 온도에서 증가합니다 (마이너스 70도) 결과는이 효과가 자기 기원에서 비롯된 것을 보여줍니다
상기로부터, 압전 특성을 갖는 바카라 사이트을 사용함으로써, 분극에 관계없이 자기 극의 방향에 따라 회절 된 광의 강도를 변화시키는 것이 처음으로 보여졌다
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그림 2 준비된 자기 회절 격자
Gafeo3단결정이 수지에 내장되어 회절 격자 (왼쪽 이미지)를 만듭니다 하얀 빛을 비치면 회절 격자의 중심만이 무지개 색 (중앙 다이어그램)에 있음을 알 수 있습니다 회절 격자는 원자력 현미경과 그 단면 (오른쪽 다이어그램)을 사용하여 측정되었습니다 그루브 (회절 격자)는 깊이 150 나노 미터와 4 마이크로 미터의 기간으로 제작된다는 것을 알 수 있습니다
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그림 3 빛 회절
빛의 파장 (λ) 및 재료의 기간 (D)가 거의 동일하다면, 입사광은 반사뿐만 아니라 일부 각도 (Q)와 회절 그 관계입니다Dsin Q=nλ 표현n(= 1, 2, 3, 4 )는 회절 순서라고하며,이 값은 정수 다중 인 각도에서 빛이 회절됩니다
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그림 4 레이저 라이트 (파장 785 나노 미터)가 특히 제조 된 강자성 회절 격자에서 수직으로 입사 할 때, 광 회절 (삽입) 수치는 자화가 역전 될 때 회절 강도의 변화 속도를 측정하고, 회절 된 빛의 강도의 약 2%가 500 가우스의 자기장에서 관찰되었다
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앞으로, 우리는 다양한 자기 재료, 특히 실온 이상에서 특성을 나타내는 재료와 인공적으로 제조 된 서브 미크론 스케일 자기 재료를 더 큰 이점을 얻는 것을 목표로 할 것입니다
“패턴 화 된 극성 페리 마트에서 향상된 광학 자기 전기 효과”
(전기 분극과의 강자성 격자에서 향상된 광학 전자기 효과)
창조적 인 과학 및 기술 프로모션 프로젝트 "Tokura Spin Super Structure Project"
(연구 기간 : 2001 년 10 월 ~ 2006 년 9 월)