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Optimization of high-performance wedge-type waveguides to use three-dimensional phononic crystals

Research Project

Project/Area Number 23560052
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Applied physics, general
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

TANAKA YUKIHIRO  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00281791)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2013: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsフォノニック結晶 / 導波路モード / 弾性波 / 分散関係 / 周波数ギャップ / バンド構造 / くさび / 音響波 / バンドギャップ
Research Abstract

We have investigated elastic waves in three-dimensional(3D) phononic crystals which achieve no-phonon environment and edge modes in a wedge-type waveguide whose thickness is varying as a power function of the distance from the top of the wedge. The 3D phononic crystals are composed of arrays of silica spheres with face-centered cubic and hexagonal close-packed structure which are called 'synthetic opals' and we used an FDTD method to calculate the dispersion relations of elastic waves. As a result, we found band gaps in both the structures. However, the gaps disappear with the increase in sintering parameter which represents the overlap of the adjacent spheres. In wedge-type waveguides, we found that, the increase in the power makes the elastic waves localize to the edge part of the wedge strongly and the dwell time of the edge modes increases. Our results will give valuable information for the realization of high-performance waveguide mode.

Report

(4 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Research-status Report
  • 2011 Research-status Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (28 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ultrafast vibrations of gold nanorings2011

    • Author(s)
      T. A. Kelf, Y. Tanaka, O. Matsuda, E. M. Larsson, D. S. Sutherland, and O. B. Wright
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 11 Pages: 3893-3898

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    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 99 Pages: 201910-201910

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      Y. Tanaka, T. Murai, and N. Nishiguchi
    • Journal Title

      J. Appl. Phys.

      Volume: 111 Pages: 24507-24507

    • NAID

      120003837249

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  • [Remarks]

    • URL

      http://ssp-ap.eng.hokudai.ac.jp/

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Published: 2011-08-05   Modified: 2019-07-29  

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