2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Electromagnetic Metamaterials |
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22109005
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石原 照也 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60168250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 直志 京都大学, 情報学研究科, 教授 (90127118)
小野田 勝 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80425727)
冨田 知志 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (90360594)
澤田 桂 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 特別研究員 (40462692)
大野 誠吾 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70435634)
新納 和樹 京都大学, 情報学研究科, 助教 (10728182)
松原 正和 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50450648)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | メタマテリアル / ベリー位相 / 磁気カイラル効果 / 光整流 / トポロジー最適化 / トポロジカル絶縁体 / マックスウェル応力 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メタマテリアルにおける光起電力の起源を探るために、シミュレーションで得られた微視的な電磁場分布からマックスウェル応力を計算し、考察を行った。ナノポーラスゴールド（NPG）のｐ偏光励起の光起電力の符号には波長依存性があることを見出した。メタマテリアルを利用した光リソグラフィーを開発するために、エバネッセント電磁場分布を設計し、フォトレジストパターンへの転写を行った。
トポロジー最適化を用いたメタマテリアルの最適設計については基礎理論が完成し、開口部を有する金の薄膜の透過係数最大化、吸収最大化などの数値計算を行った。加えて、NPGのモデルを作成して横起電力のシミュレーションを行い、実験との定性的な一致を見た。
トポロジカル絶縁体界面における電子波束ダイナミクスに関する理論解析を踏まえ、多重ボルテックス光波束に関する生成可能性と安定性に関する研究を進めた。また、関連する課題として、界面モードの解析解が存在するトポロジカル絶縁体模型の探索や界面モード同士の混成に関するシミュレーションを行った。
班内の冨田知志、澤田桂と計画班（ア）の上田哲也はメタ分子を用いたマイクロ波領域での磁気カイラル効果の測定を行った。その結果、200mTの静磁場を加えると、共鳴的光学活性の周波数（約10GHz）で、表と裏の屈折率差にして10の-3乗から10の-2乗という巨大な磁気カイラル効果が得られた。理論的には異方性を 含めた理論と実験のよい一致を得た。また、右手/左手系複合線路におけるベリー位相を計算し、境界面の束縛状態との関係性を調べた。
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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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