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2008 Fiscal Year Annual Research Report

メタマテリアルによるテラヘルツ電磁波の制御

Research Project

Project/Area Number 18654052
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

武田 三男  Shinshu University, 理学部, 教授 (20115653)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩田 真  名古屋工業大学, 工学系研究科, 准教授 (40262886)
樋口 雅彦  信州大学, 理学部, 准教授 (10292202)
Keywordsメタマテリアル / テラヘルツ電磁波 / 負の屈折率 / フォトニック結晶 / 強誘電体 / テラヘルツ時間領域分光法 / フラクタル / H字フラクタル
Research Abstract

本年度では、以下の研究成果を得た。
(1) フラックス法及びイメージ炉による強誘電体単結晶の育成と試料作製
昨年度に引き続き、フラックス法による強誘電体単結晶Bi_4Ti_3O_<12>および,Bi_<4-x>La_xTi_3O_<12>混晶を育成した。誘電率測定,示差熱分析および偏光顕微鏡観察により、Bi_<4-x>La_xTi_3O_<12>混晶の温度濃度相図を明らかにした。Bi_4Ti_3O_<12>の分極反転可過程のその場観察により、90°ドメインを有する系の分極反転機構についてランダウ・ギンツブルグ理論に基づき考察した。
(2) H字型フラクタルアンテナの作製とテラヘルツ波発振特性の評価
自己相似構造であるH字型フラクタルによりテラヘルツ電磁波が局在することに着目し、高抵抗GaAs基板上にH字フラクタル構造を持つアンテナを金蒸着法に作製した。その発振特性をテラヘルツ時間領域分光により測定し、共鳴効果による増強の程度を見積った。共鳴効果により、発振を大きく制御できることを実証した。
(3) 電子バンド理論による負の透磁率を持つ可能性をある物質の物性パラメーターの探索
メタマテリアルのバンド構造解明のためには、磁化と電気分極を同時に再現する理論が必要である。それを実現する第一原理計算理論の開発には、われわれの「拡張された制限つき探索理論」が不可欠である。本年度は、昨年度整備を行った磁化を扱うための理論(電流・スピン密度汎関数理論)にさらに電気分極を取り込む試みを行った。電気分極は波動関数のベリー位相と密接に関連しており、「拡張された制限つき探索理論」で扱うことが可能であることがわかった。煩雑な定式化は完了し、数値計算可能であることを確認した。

  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Characterization of Terahertz Metamaterials Fabricated on Fiexible Plastic Films : Toward Fabrication of Bulk Metamaterials in Terahertz Region2009

    • Author(s)
      F. Miyamaru, M. W. Takeda, K. Taima
    • Journal Title

      Applied Physics Express 2

      Pages: 042001-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A pair density functional theory utilizing the correlated wave function2009

    • Author(s)
      M. Higchi, K. Higuchi
    • Journal Title

      J. Phy. : Conference Series 150

      Pages: 042056-1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase Diagram in Bi_<4-x>Sm_xTi_3O_<12>2008

    • Author(s)
      M. Iwata. A. Toya, R. Aoyagi, M. Maeda, Y. Ishibashi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 47

      Pages: 7749-7752

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarization Reversal Process in Bi_4Ti_3O_<12> with 90° Domain Wall Structure2008

    • Author(s)
      M. Iwata. T. Morishita, R. Aoyagi, M. Maeda, Y. Ishibashi
    • Journal Title

      Ferroelectrics 368

      Pages: 36-41

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polarized Raman Study in Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 Mixed Crystal2008

    • Author(s)
      M. Iwata. Y Hasegawa, R. Aoyagi, M. Maeda, N. Wakiya, H. Suzuki, Y. Ishibashi
    • Journal Title

      Ferroelectrics 368

      Pages: 74-80

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pair density functional theory utilizing the noninteracting reference system : An effective initial theory2008

    • Author(s)
      M. Higuci, K. Higuchi
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 78

      Pages: 125101-1-7

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Higly sensitive terahertz imaging with plasmonic crystals2008

    • Author(s)
      F. Miyamaru, C. Otani, M. W. Takeda
    • Organizer
      European Optical Society Annual Meeting 2008
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      20080929-20081002
  • [Presentation] Computational pair density functional theory2008

    • Author(s)
      M, Higuchi
    • Organizer
      The 11th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
    • Place of Presentation
      Kaohsiung, Taiwan
    • Year and Date
      2008-11-03
  • [Presentation] A pair density functional theory utilizing the correlated wave function2008

    • Author(s)
      M. Higuchi, K. Higuchi
    • Organizer
      25th international conference on Low Temperature Physics
    • Place of Presentation
      Amsterdam, Netherland
    • Year and Date
      2008-08-08
  • [Presentation] Low Frequency Raman Spectroscopy in Pb(Zn_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3 Mixed Crystals2008

    • Author(s)
      M. Iwata
    • Organizer
      The 9th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity (RCBJSF-9)
    • Place of Presentation
      Vilnius, Lithuania
    • Year and Date
      2008-06-18
  • [Remarks]

    • URL

      http://science.shinshu-u.ac.jp/~phys/

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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