2021 Fiscal Year Annual Research Report
Verification of enlarged concept of metamaterials by plasma composites
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18H03690
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
酒井 道 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (30362445)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新戸 浩幸 福岡大学, 工学部, 教授 (80324656)
玉山 泰宏 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50707312)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | プラズマ / メタマテリアル / マイクロ波 / 赤外材料・素子 / 微粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、プラズマとメタマテリアルの複合構造体のマルチスケール性・超広帯域周波数分散特性を基に、その高エネルギー性から生じる新奇物理解明を目的としている。プラズマ複合構造体は、通常のメタマテリアル中の伝搬電磁波のエネルギー密度より数桁高い値を持つため、エネルギー平衡・エネルギー変換・非線形現象に特異性を備える。この性質に基づき、物理・工学の両面から“パワー・メタマテリアル”分野を確立するため、実験・理論の両面で研究を遂行した。
本年度の具体的な研究実績は以下の通りである。マイクロ波帯での検討においては、プラズマ－メタマテリアル複合体によるクローキング現象の実験実証および統合的な現象理解を行った。マイクロ波帯の検討で、迂回現象のみならず、吸収・集光・散乱といった多様で多機能な現象をごく狭い周波数帯（2.6-3.1 GHz）において制御可能であることを実証した。そして、メタマテリアル層を１層のみにしたメタサーフェス構造における高密度プラズマ生成にも成功し、高エネルギーメタマテリアルのプロセス応用の可能性を示した。並行して、EIT様メタマテリアルの実験に関しても、プラズマ生成に対するメタマテリアル効果について検討を続け、その機構を解明した。赤外光領域での検討では、実験観測現象のまとめを行い、理論モデルとの対照によりその機能性を示した。粒子モデルコード開発としては、これまでに我々が開発済みのFDTD法コードおよび粒子モデルコードにより、波動伝搬と周波数分散の詳細についての実験結果と計算結果と一致することを示すことができた。その他、このようなメタマテリアル効果とプラズマ振動現象の複合効果という新たな視点を指摘する等、計画を超える成果も得た。
学術論文発表および学会発表を積極的に行い、プラズマ理工学とメタマテリアル科学の両分野にまたがる学際分野への貢献を行うべく、成果発表を行った。
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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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[Book] Complex Networks XII2021
Author(s)
Ryota Ikai, Shigeyuki Miyagi and Osamu Sakai (A. S. Teixeira et al. (eds.))
Total Pages
13
Publisher
Springer International Publishing
ISBN
978-3-030-81854-8
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