2018 Fiscal Year Annual Research Report
Implementation of GHz plate phononic metamtaterials and plasmonic phononic crsytals
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16H03997
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
友田 基信 北海道大学, 工学研究院, 助教 (30344485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
O・B Wright 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90281790)
松田 理 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30239024)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フォノン物性 / メタマテリアル / フォノニック結晶 / プラズモニック結晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ナノメートルスケールの厚みをもつ板状の固体を伝搬するGHz周波数領域の弾性波を、人工的なフォノニック構造を使って制御することである。板の曲げ振動波に対して負の有効質量密度と負の有効弾性率を併せ持つダブルネガティブフォノニックメタマテリアルを実証する。さらに、完全フォノニックバンドギャップとプラズモニック共鳴構造を併せ持つ板状のマイクロスケール２次元プラズモニック・フォノニック結晶構造も実現する。
本年度は以下の研究を行った。
１．ダブルネガティブ板曲げ振動メタマテリアルの設計およびシミュレーション、試料作製：COMSOL MultiPhysicsを使って、試料の設計および周波数領域の弾性波伝搬シミュレーションを行った。この構造が特定の周波数帯において負の屈折を起こすこと、その負の屈折強度が試料の形状に依存することを確かめた。国内の共同研究先に依頼して試料作製を行った。
２．板状プラズモニック・フォノニック結晶の設計および試料作製：COMSOL MultiPhysicsを使って、窒化シリコン膜の上にポリスチレン球が１層並んだ構造について、完全フォノニックバンドギャップを持ち、更に所有しているレーザー波長帯においてプラズモニック共鳴をもつ試料の設計を行った。この試料をナノスフェアリソグラフィー法で作製し、フェムト秒レーザーを用いた光学系で時間領域測定を行った。
３．任意周波数時間分解イメージング測定系の構築・任意周波数測定に対応したフェムト秒レーザーを用いた時間分解弾性波イメージング測定系を構築した。板状の試料のイメージングを行い、群速度がゼロとなる波のイメージングを行った。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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