2018 Fiscal Year Research-status Report
Light-driven actuators based on energy confinement microchips
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17K18849
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
西山 宏昭 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80403153)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 金属ナノ構造 / プラズモン共鳴 / ソフトアクチュエータ / MEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，厳密光学設計された金属ナノ構造を用いた生体透過光駆動ソフトアクチュエータの制御原理の開発に取り組んだ．今年度は，計画に従い，生体透過性に優れた波長830 nmの光に対してプラズモン吸収を示す金属ナノ構造の光学設計を進めた．ナノ構造を配置する空間領域の依存性とナノ構造の複周期化による吸収効率の増強である．前者においては，体積相転移ソフト材料に金属ナノ構造を埋め込む際には，そのナノ構造の配置領域サイズが重要となるため，入射ビーム径に対して異なる領域サイズを持つ三種類のナノ構造を作製し，同条件での近赤外光照射を行った．素子構造は，電子ビーム描画およびプラズマエッチング，スパッタ成膜法を用いて作製した．適切な領域サイズにおいては，顕著な近赤外光駆動変形が観察された一方で，領域サイズによってはほぼ光照射による変形が見られなかった．後者においては，複周期化によるプラズモン吸収効率の変化を解析で見積もり，実験における光駆動変形挙動との比較を熱損失の観点から行った．劇的な光熱変換が生じた一方で，場合により解析との大きな差異が見られた．これは解析における光強度分布の仮定に起因した差異と考えられた．これらの知見から，プラズモン吸収効率と光駆動変形特性の相関が得られ，マイクロソフトアクチュエータの設計指針が得られつつある．現在，この仮定の補正による，超低パワー光での光駆動変形アクチュエータ構造の検討と金属ナノ構造の効果的な配置法の検討を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
効果的な生体透過光駆動変形の実現と共に，金属ナノ構造の形状制御による光駆動変形制御指針を構築しつつあるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得た構造設計指針をもとに，近赤外吸収特性の制御を進めるとともに，マイクロゲルへの金属ナノ構造の埋め込みプロセスの開発を行う．
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| Causes of Carryover |
研究としては計画に近いが，学内業務多忙のため，論文作成が予定より遅れている．このため，論文投稿関連経費として想定した研究費分が次年度使用額として生じた．次年度の早い段階で論文投稿を行う予定である．
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