新規波形選択メタサーフェスを解明する数値解析シミュレーション法

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17KK0114
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 若土 弘樹 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00725278)
• Project Period (FY): 2018 – 2019
• Keywords: 電磁界 / メタマテリアル / メタサーフェス / 数値解析

Outline of Annual Research Achievements

電磁研究では一般に「周波数が固定された場合の各材料の振舞いは常に一定」と理解されてきた。これに対し、2013年末研究代表者は周期構造から成る人工材料メタサーフェスに回路素子を組み込むことで、世界で初めて同一周波数でも波形（すなわちパルス幅）に応じて入射波の吸収率を変化可能な新たな電磁特性「波形選択性」を報告した（参考：Wakatsuchi et al., Phys. Rev. Lett., 111, 24, 245501, 2013）。その結果、同一周波数上でも「パルス幅」という新たな自由度に基づいて異なる電波信号を識別できるようになった。しかしながら、従来設計に用いられてきた数値解析手法では波形選択性による解析空間内での電磁界への影響を観測することはできなかった。そこで本研究では波形選択性の詳細な応答を可視化可能な数値解析手法を新たに開拓することで、将来の幅広い応用研究開発へと貢献することを目指した。とりわけ、今年度は次年度の渡航後（国際共同研究開始後）に開発される新たな数値解析手法の妥当性を評価するための準備に着手した。具体的には従来用いられていた協調解析手法によって複数の波形選択メタサーフェスを設計し、測定試料を製作した。ここでは数値解析結果と測定結果を比較することで、従来手法は波形選択性を観測できるだけでなく、高い精度で測定結果を予測できていることが分かった。次年度では新たに開発される数値解析手法をこれら従来手法および測定結果と比較することで、解析手法の有効性について明らかにする予定である。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画では次年度から本格的な国際共同研究を実施する予定となっていた。ただし、実際には本研究を円滑に進める上での準備を今年度中に着手することができた。

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画に従い、国際共同研究を実施予定である。