2012 Fiscal Year Annual Research Report
メタマテリアルで作製されたマイクロマシンのカシミア効果による量子浮上
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22560054
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
乾 徳夫 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70275311)
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| Project Period (FY) |
2010-10-20 – 2013-03-31
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| Keywords | マイクロマシン / カシミール力 / 浮揚技術 / 量子効果 / 超潤滑 / 凝着 / 反発力 / 超伝導 |
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| Research Abstract |
本研究の目標は，通常は引力であるカシミール力を斥力に反転して物体を浮揚させる方法を見出すことである．その方法の一つとしてメタマテリアルの使用が注目されてきたが，その後研究により実現性に疑問がもたれるようになった．そこで，申請者は磁性絶縁体もしくは反磁性体を用いたカシミール斥力の発生方法を提案している．
誘電率がプラズマモデルで表すことのできる金属と磁性絶縁体の間に作用するカシミール力は斥力になり得ることは知られていたが，その値は小さく増強する必要があった．今回，磁性絶縁体を薄くすることで斥力が増大することが見いだされ，その手法は米国応用物学会のPhysics News Highlightsで取り上げられた．
反磁性体を用いてもカシミール力は斥力になり得る．しかし，強い反磁性を示す物質は超伝導体を除いて知られていない．そこで，ニオブとイットリウム鉄ガーネットに作用するカシミール力が温度によってどのように変化するかを調べた．カシミール斥力は相転移以下になると急激に増大するが，その後減少することが分かった．
メタマテリアルを用いたカシミール斥力の発生には限界があることが徐々に明らかになっているが，ナノコンポジットのような磁性体を用いたメタマテリアルには未だ可能性が残されている．上述の厚み依存性を考えたとき，極薄のナノコンポジットと金の間に作用するカシミール力に興味がもたれるが，そのような系でカシミール力を計算することは成されていない．そこで，極薄非磁性体金属円板が規則正しく配置された系の間に作用するカシミール力を計算する方法を提案した．通常，二物体間に作用する力はその誘電関数から計算されるが，提案手法では反射率から直接計算することが可能となり，より複雑なメタマテリアル間のカシミール力が計算できると期待される．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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