ナノバイオミメティックＲＧＢ構造色材料の高機能化と集積化
Publicly Offered Research
| Project Area | Innovative Materials Engineering Based on Biological Diversity |
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| Project/Area Number |
25120503
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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 |
Complex systems
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金森 義明 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10333858)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 構造・機能材料 / マイクロ・ナノデバイス / 応用光学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、生物の表面微細構造に由来する構造色を模倣し、構造由来による光応答周波数を制御して三原色（RGB)構造色材料の高機能化と集積化の実現を目的とする。本年度は（１）導波モード共鳴効果に基づく構造色利用カラーフィルタの広視野角化および（２）構造色材料と光電変換デバイスを集積化した波長選択ディテクタの基礎検討を行った。以下、それぞれの概要を述べる。
（１）導波モード共鳴効果に基づく構造色利用カラーフィルタの広視野角化：
構造色利用カラーフィルタを製作する基板として、石英基板の上に100nm厚の単結晶シリコンが堆積されたSilicon on Quartz基板を用いた。正方配列およびヘキサゴナル配列から成る、垂直入射光に対して偏光無依存の二次元周期サブ波長構造をそれぞれ考え、Rigorous Coupled-Wave Analysis法による数値計算手法を用いて設計を行った。赤、緑、青フィルタの周期をそれぞれ400、340、300nmと選定した。製作は、電子線描画と高速原子線加工を用いた。製作した赤、緑、青の各フィルタからの反射色の色相が入射角θ=0～50°の範囲においてそれぞれの色相に収まっており、広い視野角が実現された。今回測定した範囲内で、最大反射率81%が赤フィルタ（θ=0°、波長620.84nm）で実験的に得られた。また、θ=50°の斜め入射光に対する全てのカラーフィルタの最大反射率は50%を越えており、高い反射率を維持していると言える。
（２）構造色材料と光電変換デバイスを集積化した波長選択ディテクタの基礎検討：
アモルファスシリコンを用いた薄型の構造色材料を設計し、石英基板上に製作した。またシリコンpn接合を用いたフォトダイオードを試作し、電流-電圧特性を評価した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26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
(17 results)
