2021 Fiscal Year Annual Research Report
肉眼で負屈折現象が確認できるバルク光メタマテリアルの開発
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18H01902
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
岡本 敏弘 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (60274263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原口 雅宣 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (20198906)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光メタマテリアル / バルク / 負屈折現象 / スプリットリング共振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)微小球リソグラフィ法で作製した1分割スプリットリング共振器(SRR)を包埋する材料を、これまで用いていたポリスチレン（屈折率1.58）よりも屈折率の小さいフッ素系樹脂サイトップ（屈折率1.34）に変更し、磁気共鳴波長の短波長化を図った。18mm角のガラス基板表面に2次元的に分布した直径約110nmの1分割銀スプリットリング共振器を微小球リソグラフィ法で作製し、包埋材料にポリスチレン及びサイトップを用いたSRR含有メタマテリアルフィルムをそれぞれ作製した。紫外可視分光光度計を用いてこれらの垂直入射における透過光スペクトルを測定し、磁気共鳴波長を比較した。その結果、ポリスチレン包埋膜で磁気共鳴波長は1018nm、サイトップ包埋膜の場合は914nmとなり、包埋膜の変更によって磁気共鳴波長を短波長できることが確かめられた。この結果について、有限差分時間領域(FDTD)法を用いた計算機シミュレーションでも定性的に一致することが確認された。
また、SRR含有サイトップ包埋膜を積層したバルクメタマテリアルを想定した透過・反射スペクトルをFDTDシミュレーションで求め、転送行列法を用いて複素実効比透磁率を算出すると、磁気共鳴波長領域で負の透磁率（-2.6＋i0.57）が得られることがわかった。
(2)ガラス基板表面に2次元的に分布した直径150nmのシリカ球状粒子を用いて、金の斜め蒸着とアルゴンイオンミリング処理を施し、シリカ粒子表面を取り巻く金リングを形成した。この金リング付きシリカ粒子をエタノール中で基板から剥離し、金リング付きシリカ粒子分散液を作製した。この分散液を別基板に滴下・乾燥させると、金リング付きシリカ粒子を再配置できることも確かめられた。これにより、メタアトム分散液を介したバルクメタマテリアル作製に必要な基礎技術を得ることができた。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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