yrammuS 要概相川 洋平55Yohei AIKAWA平原 徹56Toru HIRAHARA光信号処理による類似度計算を用いた光パケット技術 （2018採択）A study on comparison operation by using optical signal processing(Project 2018)磁性トポロジカル絶縁体ヘテロ構造による室温での量子異常ホール効果の実現 （2018採択）Realization of room temperature quantum anomalous Hall effect using magnetic topological heterostructures(Project 2018)47the Fe/MgO interface increased the PMA energy in the system, the orbital magnetic-moment anisotropy of Fe remained approximately constant. We found significant anisotropy in the orbital magnetic moment in the Ir atoms. Our experimental and theoretical results demonstrated that the large PMA of FeIr/MgO originates from the spin-orbit interaction energy of Ir. Moreover, the energy mainly originates from the Ir atoms located in the second atomic layer from MgO. Our atomically controlled Fe/Ir/MgO device experimentally demon-strates the large VCMA effect of 300 fJ/Vm.本研究は，メモリを必要としない光パケット技術を提案し，その動作を実証することを目的としている．とくに，提案技術の核となる類似度計算を対象として，位相変調された光信号に対する尤度推定に取り組んだ．はじめに，光ファイバを用いた測定系において当該技術の実証に取り組み，4-bitのQPSK信号に対して類似度計算の実証に成功した．その後，シリコン細線導波路を用いて当該機能の小型化に取り組み，従来の1/7500サイズに相当する集積化を実現した．さらに，集積デバイスにおいても類似度計算の実証に取り組み，10 Gbpsの動作速度にてこれに成功した．これらの取り組みを通じて，光パケット技術確立への指針を示すことができたと考えている．This study presents a novel device, i.e., an optical comparison operation, for an optical packet switching to realize energy-efficient communication system. First, the author tries to implement the proposed scheme us-ing a fiber optical system, and the author achieves the first demonstration of an optical label recognition tar-geted at PSK-modulated signal. Then, the label recognition system is integrated into an optical device which is provided with a silicon-based waveguide in a compact size equal to 1/7500 that of the previous study. The experimental demonstration is also achieved for PSK-modulated signal by using the integrated device. Through these results, the author considers that it represents a further move toward achieving the objective of the optical packet switching.量子異常ホール効果はゼロ磁場下でもホール抵抗が量子化される現象であり，2013年の実験観測以来注目されている．これはトポロジカル絶縁体に強磁性の性質を付与することで実現されるが，今まではこの方法として磁性不純物を結晶中にドープするという方法で行われてきた．しかしこれでは試料内部に不均一性が生じ，量子異常ホール効果の実現温度が極端に低い要因となってきた．我々はこれに対して，トポロジカル絶縁体を磁気的に拡張し磁性トポロジカル絶縁体ヘテロ構造を作製するという新たな方法を過去に発見した．本研究ではこれを発展させ，さらに材料開発を進めることで，高温で量子異常ホール効果が実現可能な系の開拓を目指した．The quantum anomalous Hall effect is a phenomenon in which the Hall resistance is quantized even at zero magnetic field, and has been attracting attention since the experimental observation in 2013. This is achieved by inducing ferromagnetic properties to a topological insulator, but until now this has been done by doping magnetic impurities into the crystal. However, in this method, the samples become inhomogeneous and the Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2020)
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