テラヘルツ波メタマテリアルにおける表面波の特異な分散特性と機能
Publicly Offered Research
| Project Area | Electromagnetic Metamaterials |
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| Project/Area Number |
23109508
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高原 淳一 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90273606)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 表面波 / プラズモニクス / 左手系媒質 / メタマテリアル / メタ表面 / テラヘルツ波 / スローライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はメタマテリアルによって構成される左手系媒質（Left-Handed Material: LHM）と様々な光学媒質との界面に存在する表面波の特性を理論的に解析し、それをもとに新しい原理のテラヘルツデバイスを提案することを目的とする。
本研究では、異方性負誘電率および異方性負透磁率をもつような一般的なLHMと誘電体との界面における表面波について、TM（Transverse Magneticfield）波またはTE（Transverse Electricfield）波に対する分散関係式を導出し、その解析解を求め、それぞれ表面波が存在するための条件式を解析的に導出した。これは場の縦成分に対しても、誘電率や透磁率が負の値をとる点が、従来のTEM波に対するLHMの研究とは本質的に異なる。その結果、条件式は２つあることがわかり、具体的なメタ原子の構造を決める場合の設計指針を得ることができた。この条件から誘電率や透磁率の負の絶対値を大きくしなくても存在条件を満たせることがわかったので、実験を行うことが容易になる。
次に、典型的なメタ原子として良く知られる分割リング共振器と細線を用いた具体的なメタ表面を提案した。TM波またはTE波のどちらか一方の表面波が伝搬し得るメタ表面の構造は自明であるが、この自明なメタ表面を積層して方形メタマテリアル導波路とする構造を提案した。この方形導波路では、TM・TE波が導波路の各面を交互に伝搬できる。このようなメタマテリアルを実際に３次元で作製するのは非常に難しいので、これを平面プロセスの積層で実現するための構造を提案した。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(26 results)
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[Presentation] ナノプラズモニクス2012
Author(s)
高原淳一
Organizer
応用物理学会北陸・信越支部講演会
Place of Presentation
福井大学
Year and Date
2012-12-05
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Invited
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