| 研究課題/領域番号 |
15206021
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
湯上 浩雄 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (60192803)
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| 研究分担者 |
佐多 教子 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20271984)
小野 崇人 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (90282095)
金森 義明 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (10333858)
圓山 重直 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80173962)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
48,750千円 (直接経費: 37,500千円、間接経費: 11,250千円)
2005年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2004年度: 34,190千円 (直接経費: 26,300千円、間接経費: 7,890千円)
2003年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 近接場光学 / フォトニック結晶 / 回折格子 / 熱放射 / 熱光発電 / ナノテクノロジー / SNOM |
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| 研究概要 |
本研究では、近接場熱放射のスペクトル特性を明らかにすることを目的とし、近接場熱放射計測装置を開発し、近接場熱放射の計測に成功した。本研究を通して得られた知見を以下に記す。
1.高温観測可能な超高真空型STM/SNOMシステムを開発し、近接場熱放射の観測に成功した。プローブ-試料表面間距離を大きく変化させることで、得られる信号強度が大きく変化したことより、測定に用いたSTM/SNOMシステムで近接場熱放射を観測していることが分かった。
2.変調振幅を変化させ、そのときに得られる信号強度の変化より、試料表面からの近接場熱放射の強度の距離依存性を見積もることができ、試料表面から約6nmの範囲においてその強度はほぼ一定であり、試料表面に局在していることが分かった。
3.構造深さが異なる3種類のW2次元回折格子と平坦なW表面からの近接場熱放射分光スペクトルを測定した。最も深い2次元回折格子からはマイクロキャビティ効果によるピークが観測され、中間の深さの2次元回折格子からは表面プラズモンポラリトン及びマイクロキャビティ効果によるピークが観測された。これらの2次元回折格子は遠隔場でも近接場と同様の波長において選択熱放射が観測され、近接場熱放射分光スペクトルの観測は遠隔場における選択熱放射光の源となる光を観測していると言える。
4.遠隔場熱放射と近接場熱放射の強度比較を行った。近接場熱放射がプローブ先端から10nmの範囲から散乱されていると仮定し、その強度比を見積もると、近接場熱放射は遠隔場に比べ数十倍から数百倍の強度であることがわかった。
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