【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.26】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23TT0012

利用課題名 / Title

磁気光学材料を用いた光回折型ディープニューラルネットワークの作製

利用した実施機関 / Support Institute

豊田工業大学 / Toyota Tech.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

スピントロニクスデバイス/ Spintronics device,光学顕微鏡/ Optical microscope,スピントロニクス/ Spintronics

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

石橋 隆幸

所属名 / Affiliation

長岡技術科学大学 工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

石橋隆幸

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

粟野博之

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

TT-021：偏光顕微鏡（青色レーザー照射可能）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

磁気光学材料を用いた光回折型ディープニューラルネットワークを作製するために必要な光磁気記録を行った。

実験 / Experimental

有機金属分解法によりGd₃Ga₅O₁₂ (111)基板上に作製したNd_0.5Bi_2.5Fe₄GaO₁₂薄膜を用いた。作製した試料の磁化を一方向に揃えた後、波長405 nmのレーザーを50倍の対物レンズ(Mitsuyoto, M Plan Apo 50×, NA : 0.55)で集光し、磁区を形成した。レーザーの照射強度は4.8 mWで固定し、パルス幅を1, 5, 10 µsとした。レーザー照射時は磁化反転を補助するために300 Oeの外部磁場を印加した。

結果と考察 / Results and Discussion

Fig. 1にレーザー照射後の磁区観察像を示す。パルス幅の異なるレーザーを水平方向に試料をずらし、数ヵ所照射した。パルス幅が短くなるにつれて、磁区サイズは小さくなり、パルス幅1 μsで1 μmの磁区が形成された。一方で、記録された磁区のコントラストは一定であり、安定した磁区形成が実現できていることがわかる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1条件を変えて光磁気記録を行った試料の偏光顕微鏡像

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

1. Hotaka Sakaguchi, Development of Fabrication Techniques for Magneto-Optical Diffractive Deep Neural Networks, IEEE Transactions on Magnetics, 59, 1-4(2023).
   DOI: DOI:10.1109/TMAG.2023.3281842
   

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 石橋隆幸、坂口穂貴、張　健、チャフィ ファチマ ザーラ（長岡技科大）、野中尋史（愛知工大）、鷲見　聡、粟野博之（豊田工大）、「磁気光学回折型ディープニューラルネットワークデバイスの開発［招待講演］、映像情報メディア学会 研究会(新潟大学駅南キャンパスときめいと、令和5年10月26日
2. 石橋 隆幸1，坂口 穂貴1，藤田 拓実1，張 健1，F.Z.Chafi1、野中 尋史2，鷲見 聡3，粟野 博之3 （1長岡技科大，2愛知工大，3豊田工大)、磁気光学回折型ディープニューラルネットワークデバイスの開発 第47回日本磁気学会学術講演会、大阪大学、令和5年9月27日〜29日
3. 坂口 穂貴1、張 健1、大谷 陸1、赤川 怜央1、池田 朱莉1、鷲見 聡2、粟野 博之2、野中 尋史3、チャフィ ファティマ　ザーハラ1、石橋 隆幸1 (1.長岡技大、2.豊田工大、3.愛知工大)、磁気光学回折型ディープニューラルネットワークにおける光磁気記録技術による磁区形成技術の開発 第84回応用物理学会秋季学術講演会、熊本、令和5年9月19ー23日
4. 石橋隆幸 (長岡技術科学大学) 「有機金属分解法による磁性ガーネット薄膜の作製と応用技術の開発」、 応用物理学会　多元系化合物・太陽電池研究会、令和5年12月1日～2日、アオーレ長岡
5. 石橋隆幸（長岡技科大）、「磁気光学光回折型ニューラルネットワークデバイス」、日本磁気学会第49回光機能磁性デバイス・材料専門研究会、令和6年1月25日
6. 石橋隆幸（長岡技科大）、「磁気光学効果を利用した光回折型ニューラルネットワークデバイス」、学術変革領域研究(A) 光の極限性能を生かすフォトニックコンピューティング オープンセミナー、令和6年1月26日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件