テラヘルツ・赤外光電場の3次元制御と階層的トポロジーを持つ物質のナノスケール分析
| Project/Area Number |
21H01746
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28020:Nanostructural physics-related
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
河野 行雄 中央大学, 理工学部, 教授 (90334250)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | テラヘルツ / 赤外 / テラヘルツ波 / 顕微測定 / テラヘルツ光 / 赤外光 |
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| Outline of Research at the Start |
テラヘルツ（THz）～赤外光の光子エネルギーは、様々な分子の振動や分子間相互作用、水素結合や固体結晶中電子や格子の振動に対応する重要な領域であるため、THz・赤外計測はこれらを探求する強力なツールとしての期待が高い。ところが、光の中では波長が非常に長いため、画像化計測の空間分解能が光の波長程度に制限される問題が顕在化する。本研究では、波長よりも小さな分解能で赤外・THz光を画像化し、観測対象の幾何学的な性質まで踏み込んだ分析を可能にする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツ（THz）～赤外光の光子エネルギーは、様々な低・中・高分子の振動や分子間相互作用、水素結合や固体結晶中電子や格子の振動に対応する重要な領域であるため、THz・赤外計測はこれらを探求する強力なツールとしての期待が高い。ところが、光の中では波長が非常に長いため、画像化計測の空間分解能が光の波長程度に制限される回折限界の問題が顕在化する。そのため、サブ波長領域のTHz・赤外物性研究は未成熟の新規開拓分野となっている。さらに計測の対象となる物質・分子科学の点からは、近年、材料やデバイスの幾何学的な性質が物性や機能に大きく関係することが見出されており、3次元空間での軸選択的な分析が求められている。本研究は、赤外・THz光の分布を、サブ波長分解能、周波数可変、かつ方向選択的にイメージングする技術を実現し、特徴的な階層的トポロジーを持つ物質へ適用することを目的とする。今年度は、サブ波長領域へ光を集める構造体を作製し、電磁界シミュレーションの結果に合致した周波数応答特性を観測した。この構造体では、表面パターンに応じて光の自由度を制御することが可能である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
構造によって光の自由度を制御することが、当初の大きな目標の1つであったが、それを達成したため、翌年度の物性研究応用に向けて着実に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
応用研究では微弱光の測定が予想されるため、測定系の安定性について測定システム全体から見直す。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Stretchable broadband photo-sensor sheets for nonsampling, source-free, and label-free chemical monitoring by simple deformable wrapping2022
Author(s)
K. Li, T. Araki, R. Utaki, Y. Tokumoto, M. Sun, S. Yasui, N. Kurihira, Y. Kasai, D. Suzuki, R. Marteijn, J. D. Toonder, T. Sekitani, and Y. Kawano
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Journal Title
Science Advances
Volume: 8
Issue: 19
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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