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研究概要紹介 |
今村 正明
（いまむら まさあき／IMAMURA, Masaaki）
福岡工業大学 工学部 電気工学科
Masaaki Imamura, Professor & Director
Department of Electrical Engineering
Fukuoka Institute of Technology
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【研究分野】
光磁性体工学
・II-VI磁性半導体膜の光磁気特性とその光磁気デバイスへの応用に関する研究
【研究概要】
半導体レーザ（Laser Diode: LD）は赤から緑、さらに青色へと発光が短波長側に拡大しています。
このことから、その波長域拡大に対応した磁気光センサや光アイソレータ用途の光磁気磁性薄膜の
開発が望まれます。
可視短波長域で利用が期待できる磁性体にII-VI族ベースの磁性半導体（Magnetic Semiconductor: MS）があります。
このII-VI磁性半導体については、これまで三元系MSである Cd[1-x]Mn[x]Teがよく研究されてきました。
しかしCd[1-x]Mn[x]Teは光吸収端が 600 nm 辺りに止まることから、緑色や青色 LDの波長域での使用は難しく、
また環境負荷物質である Cd を含むため、今後の産業応用には適しません。
一方、II-VI磁性半導体A(II)[1-x]Mn[x]B(VI)では、ベースとなるII-VI化合物A(II)B(VI)を適切に選ぶことで
バンドギャップを拡大でき、600 nm 以下の可視短波長に対応するMSを合成できる可能性があります。
そのようにして得られるII-VI磁性半導体は常磁性体であり磁気飽和を示さないため線形性に優れ、
また常磁性体はその磁化反転がスピン回転によることから高い周波数の磁界に反応できる可能性を持ちます。
これまで本研究室では，分子線エピタキシャル法により作成するMS薄膜の研究を行ってきています。
合成するⅡ-Ⅵ磁性半導体A(II)[1-x]Mn[x]B(VI)は、陽イオンA(II)の一部を遷移金属元素の Mn で置換した
閃亜鉛鉱型の三元系半導体化合物です。そのなかのCd[1-x]Mn[x]Teは、Mn(2+)イオンの 3d電子とバンド電子
との sp-d 交換相互作用による励起子準位の大きなゼーマン分裂のために室温においてファラデー効果を示す
MSとして知られていいます。
可視短波長への対応を考えて検討を計画した広い禁制帯幅を持つ Zn[1-x]Mn[x]Te および Zn[1-x]Mn[x]Se も、
光磁気効果についてはMn(2+)イオンによる同様の効果が期待できます。
ここで行っている研究は、直接遷移広禁制帯幅のII-VI磁性半導体膜の作成をMBE装置により幅広く行い、
可視短波長域でのMS膜の光磁気特性の波長依存性を検討し、短波長LD光で動作するMS膜を特定して、高周波磁界
センサなどへそれらのMS膜を応用することを目的としたものです。この目的のために緑色-青色 LDを用いての交流磁界
によるファラデー回転特性の測定を可能にする分光器を開発して交流光磁気測定に用いています。
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研究業績／Recent Journal Papers for IEEE Trans., J.A.P., and J.M.M.M. [1996-2006] |
In the last ten years, Dr. Imamura's work focussed on less-researched topocs such as
magneto-optical properties of wider gap II-VI magnetic semiconductor films, thus bringing renewed
awareness and knowledge to the research field of magneto-optics.
- Masaaki Imamura and Akira Okada, “Magneto-optical properties of ZnMnTe Films Grown on Sapphire Substrates,”
IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 42, No. 10, pp. 3078-3080, October 2006.
- Masaaki Imamura, Akira Okada, and Toshinao Yamaguchi, “Magneto-optical properties of wider gap II-VI ZnMnTe
and ZnMnCoTe Films,” J.A.P., Vol. 99, No. 8, pp. 08M706 1-3, 2006.
- Masaaki Imamura and Jin-Yong Ahn, “Evaluation of the Faraday Rotation Characteristics with CdMnCoTe
and CdMnFeTe Films,” J.A.P., Vol. 95, No. 11, pp. 6876-6878, 2004.
- Jin-Yong Ahn and Masaaki Imamura, “Magneto-optical Properties of Diluted Magnetic Semiconductor
CdMnFeTe Films,” J.M.M.M., Vol. 272-276, pp. 2002-2003, 2004.
- Akira Okada, Jin-Yong Ahn, Satoru Inoue, Toshinao Yamaguchi, and Masaaki Imamura, “Faraday Rotation
in Quaternary CdMnCoTe Thick Films Deposited on Transparent Quartz Glass Substrates,”
IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 39, No. 5, pp. 3175-3177, September 2003.
- Masaaki Imamura, Jin-Yong Ahn, Kazuo Takashima, and Satoru Inoue, “Magneto-optical Properties of
Diluted Semiconductor CdMnCoTe Films, IEEE Transactions on Magnetics”, Vol. 38, No. 5, pp. 2274-2279, September 2002.
- Jin-Yong Ahn, Masamitu Tanaka, and Masaaki Imamura, “Temperature Dependence of the Faraday Rotation
for CdMnCoTe Films,” J.A.P., Vol. 89, No. 11, pp. 7395-7397, 2001.
- Jin-Yong Ahn, Masamitu Tanaka, and Masaaki Imamura, “Magneto-optical Properties of Four-element
Semimagnetic Semiconductor CdMnCoTe Films on Quartz Glass,” J.M.M.M., Vol. 226, pp. 1995-1997, 2001.
- Masaaki Imamura, Motonao Nakahara, Toshinao Yamaguchi, and Seisaku Tamura, “Analysis of Magnetic Fields
due to Three-phase Busbar Current for Design of the Optical Current Transformer,”
IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 34, No. 4, pp. 2274-2279, 1998.
- Masaaki Imamura, Motonao Nakahara, and Seisaku Tamura, “Output Characteristics of Field Sensor Used
for Optical Current Transformers Applied to the Flat-Shape Three-Phase Bus-Bar,”
IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 33, No. 5, pp. 3403-3405, 1997.
- Masaaki Imamura and Masaki Tokubuchi, “Magnetic Field Analysis for the Optical Current-Transformer
Used for Three-Phase Bus-Bars Arranged Longitudinally,”
IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 32, No. 5, pp. 4962-4964, 1996.
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プロジェクト研究／Recent Research Projects and Collaborations [1996-2007] |
The following projects and collaborations have been made to develop II-VI magnetic semiconductor films
that exhibit a good performance with respect to their magneto-optical properties.
- Grant-in-Aid for Scientific Research (C) from Japan Society for the Promotion of Science:
“Development of the II-VI DMS magneto-optical films having wider band-gap for the visible wavelength region,” 2005-2007.
- Grant-in-Aid for Scientific Research (C) from Japan Society for the Promotion of Science:
“High frequency magneto-optical sensor using II-VI diluted semiconductor films,” 2002-2003.
- Collaboration work with Mitsubishi Electric Corporation: “Evaluation of the Faraday Rotation Characteristics
with magnetic semiconductor films and the development of their application technology,” 2001-2002.
- Grant-in-Aid for Scientific Research (C) from the Japanese Ministry of Education: “Development of
the optical current transformer by using Fe-Mn DMS films,” 1998-1999.
- Grant-in-Aid for Scientific Research (C) from the Japanese Ministry of Education: “Development of
the three-phase optical current transformer used for low currents,” 1996-1997.
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