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レーザーで微小な透明磁石材料を作る新技術 東北大研究Gが開発

東北大学の後藤太一准教授らの研究グループは、レーザーを使用して、部分的に熱を加える新しい方法を考案した。この方法を使うことで、髪の毛よりも細い約60マイクロメートルの磁石と光の特性に優れる「セリウム置換イットリウム鉄ガーネット(Ce:YIG)」という材料を作ることに成功している。

良質な磁気光学材料である「磁性ガーネット」を作るには、デバイスを約 700 度以上の高温にする必要があり、この高温プロセスにより、一体化された光デバイスまで熱でダメージを受け、動作しなくなるという課題がある。

この課題を解決するため、本研究グループはレーザーを使って局所的に熱を加える新しい方法を考案した。この方法では、レーザーが当たった僅かな部分だけが瞬時に高温になる特性を利用している。

研究グループは本方法を用いて、磁気と光の特性が良いとされる透明な「セリウム置換イットリウム鉄ガーネット(Ce:YIG)」を作製しました。だが、このCe:YIG を作るには真空の中で材料全体に熱を加える必要があったため、難しいとされてきた。

そこで研究グループは、真空中でレーザーを用いて熱を加えられる新しい装置を開発しました。この装置を使って、約 60 マイクロメートルの小さな点のような部分だけに Ce:YIG を作ることに成功した。

研究グループは「今後は、国内外の企業や研究機関との共同研究を通じて、本研究がより便利で豊かな社会の実現に資することを期待している」とコメントしている。

真空の装置の中に、レーザー光を入れ、ヒーター上に置いた試料を
少しずつ動かすことで、微細なサイズの透明な磁石材料を作った