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メタマテリアルによる局所電磁場制御

Research Project

Project/Area Number 07J03900
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Mathematical physics/Fundamental condensed matter physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

蓑輪 陽介  Kyoto University, 物質・細胞統合システム拠点, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2009: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2008: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2007: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsメタマテリアル / テラヘルツ / 分光
Research Abstract

前年度に引き続き、電磁メタマテリアルにおける局所電磁場の理解のために、メタマテリアルとエヴァネッセント光との相互作用について研究をすすめた。特に半導体上に形成された2次元的な金属周期構造についてエヴァネッセント光との相互作用の実験的評価及び理論解析を行った。我々は前年度において、表面モードの固有周波数を評価するための新たな実験解析手法を提案した。今年度は、この実験解析手法を改良し、表面モードおよび導波路モードの固有周波数を評価するための手法を確立することに成功した。従来の手法では、試料からの反射光と、エヴァネッセント光を生み出すための全反射プリズムからの反射光との干渉効果が問題となっていたが、我々の手法はこの効果を取り除くことができるのが特徴である。この新たな手法による実験結果と、理論的計算による結果を比較することで、半導体上に形成された2次元金属周期構造がデラヘルツ周波数領域において薄膜導波路メタマテリアルとして振舞うことを世界で初めて明らかにした。理論計算においては、実験から得られた試料の持つ有効誘電率を基に、一様な異方的薄膜中での導波路モードの分散関係を計算した。その理論計算の結果、実験で励起された導波路モードは薄膜に強く局在するモードに対応することがわかった。薄膜の厚みがテラヘルツの周波数の1/1000程度と非常に薄く、このような強い局在は通常の誘電体ではありえない。この局在は局所電磁場自体が金属構造近傍に強く局在していることを示唆している。これらの結果を論文としてまとめ、Physical Revlew Bに投稿中である。

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2010 2009 2008 2007

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

  • [Journal Article] Evaluation of effective electric permittivity and magnetic permeability in metamaterial slabs by terahertz time-domain spectroscopy2008

    • Author(s)
      蓑輪 陽介
    • Journal Title

      Optics Express 16

      Pages: 4784-4796

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] メタマテリアル薄膜におけるエヴァネッセント光の増幅2010

    • Author(s)
      蓑輪陽介
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Surface polariton resonance in two-dimensional electric and magnetic metamaterials2009

    • Author(s)
      蓑輪陽介
    • Organizer
      International workshop on optical terahertz science and technofoly 2009
    • Place of Presentation
      米国カリフォルニア州
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 2次元メタマテリアルにおける表面ポラリトン励起2009

    • Author(s)
      蓑輪陽介
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of Effective Electric Permittivity and Magnetic Permeability in Metamaterial Parallel SIab and Importance of the Skin Effect2007

    • Author(s)
      蓑輪 陽介
    • Organizer
      Photonic Metamaterials: From Random to Periodic (META)
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2024-03-26  

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