도호쿠대학을 포함한 연구그룹은 완전히 새로운 발상에 의한 자기광학 재료의 개발에 세계 최초로 성공했다.개발된 재료는 나노그라뇽러 구조라고 불리는 나노미터 사이즈의 자성 금속 입자를 세라믹에 분산시킨 나노 조직을 갖고, 광통신에 사용되는 파장의 빛에 대하여 종래의 약 40배의 거대한 패러데이 효과를 나타낸다고 한다.
패러데이 효과란, 자성체에 가한 자계에 평행한 방향으로 입사하는 광에 있어서, 자성체를 투과하는 광의 편광면이 회전하는 현상을 말한다.패러데이 효과를 나타내는 재료는 광 디바이스, 특히 광통신 시스템에 널리 사용되며 첨단 정보 기술에는 필수적입니다.
그러나, 패러데이 효과 재료는 1972년에 비스무트 철 가넷이 발견된 이래, 그 이상의 유망 재료는 발견되지 않았고, 지금까지의 패러데이 효과를 이용한 디바이스에서는 설계 및 성능이 한정되어 있었다.
이번에 개발된 것은 입경이 수 나노미터인 철-코발트 합금 미립자(그라뉼)가 불화물 세라믹으로 이루어진 물질(매트릭스) 중에 분산된 구조를 가지는 나노 그래뉼러 재료.이 구조는 과립과 매트릭스의 계면에서 철과 코발트 원자의 자기 모멘트를 증가시켜 큰 패러데이 효과를 제공합니다.
본 연구에 의해, 세계적으로 요구되고 있지만 45년간 실현되지 않은 새로운 패러데이 효과 재료가 개발되었다.또한, 그 크기는 종래의 약 40 배나, 또한 박막 재료이기 때문에, 광 디바이스 설계의 자유도가 대폭 확대된다.본 연구 성과를 발전시킴으로써, 광 디바이스의 소형화·집적화가 가능해지고, 전자 디바이스를 대신하여 「광자 디바이스」가 실현 가능해진다고 하고 있다.
논문 정보:【Scientific Reports】Giant Faraday Rotation in Metal-Fluoride Nanogranular Films
