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内田 裕久(うちだ ひろなが)

所属 電気・電子情報工学系
兼務
職名 教授
専門分野 磁気工学 / 計測
学位 工学博士(豊橋技術科学大学)
所属学会 電気学会 / 日本磁気学会 / 応用物理学会 / American Physical Society (APS) / The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
E-mail uchida@ee
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究者情報(researchmap) 研究者情報

研究紹介

磁性体は鉄などの他の磁性体との間に引力や反発力が生じますが,それだけではなく,光,電子,波,熱など様々なものと相互作用を持っています.このような磁性体との相互作用による基礎的な物理現象,材料,デバイスについて研究を行っています.また,磁気や光などに関する計測技術についての研究を行っています.以下に代表的な現在の研究テーマを示します.

テーマ1:磁気光学プラズモニック材料

概要
図1 磁気光学プラズモニック材料.(a)構造,(b)周期的に配列した金粒子,(c)ランダムに配置した金粒子.

磁気光学効果は,磁性体と光の相互作用によって起こる現象ですが,磁性体を透過する光の偏光面が回転する現象はファラデー効果と呼ばれます.このファラデー効果を表面プラズモン共鳴によって増大させることができる材料の研究をしています.金粒子と磁性ガーネットを複合化した材料について研究しています.プラズモン共鳴が起こる波長と増大するファラデー回転角の大きさを変えるために,ランダムに配置したAu粒子と周期的に配列させたAu粒子を用い,これらに磁性ガーネットを成膜した構造を持つ.金粒子の配列の仕方,直径や周期などによって磁気光学効果が増大する波長と回転角の大きさを変えることができます.構造によって異なりますが,20倍ほど回転角が増大する複合膜が得られています.光学および磁気光学特性を明らかにするため,実験とシミュレーション(FDTD計算)を用いて研究を行っています.

主な業績

1) H. Uchida, Y. Mizutani, Y. Nakai, A. A. Fedyanin and M. Inoue, “Garnet composite films with Au particles fabricated by repetitive formation for enhancement of Faraday effect”, J. Phys. D: Appl. Phys.vol. 44, 064014-1-7 (2011).
2) 内田裕久,井上光輝,”第3節 プラズモニクス磁気光学”,プラズモニクス-光・電子デバイス開発最前線,株エヌ・ティー・エス 69-81 (2011).
3) 大木敬介,佐藤春彦,磯谷亮介,斉藤伸,内田裕久,井上光輝,"FDTD法によるAu/Bi:YIG周期構造体における透過率スペクトルと電界分布の検討", 電気学会マグネティックス研究会資料MAG-15-072, 7-11 (2015).

キーワード

磁性材料,ナノ構造,磁気光学効果,表面プラズモン共鳴

テーマ2:先進計測システムの開発

概要
図2 (a)近接場光学顕微鏡(SNOM).柱状周期構造の(b)トポグラフ像(高低差)と同時に測定した(c)光学像.

研究に必要なデータを測定するために先進測システムの開発を行っています.これまで表面の原子を観察するための走査トンネル顕微鏡(STM),表面の構造を観察するための原子間力顕微鏡(AFM)および磁気力顕微鏡(MFM),また微小な開口を持つプローブを利用して光の波長よりも小さな分解能を持つ近接場光学顕微鏡(SNOM)の開発を行ってきました.これらは企業との共同研究で開発を行ってきました.また数μmの線幅で任意のフォトレジストパターンを作ることができるレーザ描画装置,磁気光学効果を含めた偏光状態を測定するための偏光解析装置などの開発を行ってきました. 現在,ナノ構造を3次元で観察する方法の開発を進めています.

主な業績

1) H. Uchida, T. Kuroda, Fariza B. Mohamad, J. Kim, K. Nishimura and M. Inoue,
” Study of Adsorption of Al Atom on Si(111)7x7 Surface”,
Surf. Sci. Vol. 566-568, 197-202 (2004).
2) 内田裕久,佐竹義彦,片山博司,坂上辰夫,鈴木康哲,松浦真樹,堀内博之,井上光輝,” サブマイクロメータ領域の構造と光情報を測定するための近接場光学顕微鏡の開発と評価”, 電気学会マグネティックス研究会資料, MAG-11-043,53-57 (2011).

キーワード

計測,ナノ構造,磁気,磁気光学効果

担当授業科目名(科目コード)

電気・電子情報数学基礎
電磁気
先端材料エレクトロニクス特論I
材料エレクトロニクス論
界面材料分析学


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