2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22246011
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
田中 拓男 独立行政法人理化学研究所, 田中メタマテリアル研究室, 准主任研究員 (40283733)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 若菜 独立行政法人理化学研究所, 田中メタマテリアル研究室, 特別研究員 (10455339)
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| Keywords | 表面プラズモン / 金属ナノ構造 / メタマテリアル / 厳密結合波理論 / 有限要素法 |
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| Research Abstract |
高いアスペクト比をもつ金属ナノ構造試料として,シリコン基板表面に膜厚160nmのクロム薄膜をコートし,さらにその上にナノコーティングリソグラフィー法を用いて,幅80nm,高さ1μm,周期5μmの金属フィンを集積化した構造を作製した.そして,作製した試料の吸収スペクトルを赤外～近紫外域で測定した.測定では,ナノ金属フィンに対して光の入射方向が平行な状態と垂直な状態,さらにそのそれぞれについて,光の偏光方向が,フィン構造に対して平行なものと垂直なものの合計4つのパターンを試した.その結果,ナノ金属フィン構造と光波とが相互作用するのは,光の入射方向ならびに偏光方向のいずれもが金属フィンに対して垂直な場合のみでてあることを確認した.また,可視～赤外域において,表面プラズモンの励起に伴う光の共鳴吸収線が現れる事,さらに,試料構造の周期性を反映して吸収スペクトルも周期的な構造を持つこと,ならびにフォトニック結晶と同様の禁制バンドがスペクトルに現れる事を確認した,現在,光の入射角や偏光状態を変化させながら,その詳細な光学特性を評価・検討している.また,フィンの周期をさらに細密化させた試料の作製も開始した.さらに,紫外域での光学特性を計測するための分光計測システムの設計を開始した.理論面では,試作サンプルの構造に光が入射した場合のナノ構造付近の光電波分布を厳密結合波理論(RCWA)法ならびに有限要素法(FEM)法を用いて解析すべく,その計算シミュレーション環境を既設のグリッドコンピュータ環境上に構築し,現在それを利用して数値解析を行っている.
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