研究課題
基盤研究(B)
ナノメートル電磁波における低損失導波路および高効率X線機能素子の基礎研究として、理論的検討および実験装置の整備を行い、以下の良好な成果が得られた。1.カーボンおよびモリブデン原子から構成されるフォトニック結晶導波路の理論的検討:カーボン原子およびモリブデン原子からなる結晶においてナノメートル電磁波に対する導波路構成材料としての反射特性を評価するため、フォトニック結晶としてのバンドギャップ特性および波数ベクトルの向きに依存した周波数分散特性を平面波展開法を用いることにより理論的に明らかにした。2.曲面端面をもつ集束性導波路型レンズ素子の理論的検討:曲面端面をもつ集束性導波路型レンズ素子におけるナノメートル電磁波の電磁界特性の理論的検討を行なった。とくに、空間伝搬ビーム波と集束性屈折率分布型導波路の境界曲面における境界値問題として伝送特性を明らかにした。3.単層カーボンナノチューブ合成装置の作成:単層カーボンナノチューブをレーザ蒸発法により合成するための装置を、セラミック電気管状炉、石英管、油回転ポンプ、ピラニー真空計、スピードコントロールルータ、チャンバーおよびYAGパルスレーザ装置を用いて構成し、基礎実験を行った。4.微細加工用微動装置の作成:カーボンナノチューブを基板上に選択的に成長させるために、試料加工およびパターニング用のPC駆動微動装置を作成した。7.X線導波路における散乱・透過特性のFDTD法による解析の検討:結晶媒質を用いたX線導波路における導波特性を検討するため、有限差分域時間領域(FDTD)法を用いてX線ビームの伝搬解析を行った。8.大規模コンピュータシミュレーションのための並列計算手法の検討:X線領域での伝搬、散乱、吸収特性をFDTD法で解析する際、X線の波長が極めて短いため、全体の領域を一度に解析できない。そこで、領域分割による逐次計算手法および並列アルゴリズムに関して検討を行った。4.軟X線を用いた散乱・透過の実験的検討:媒質中のX線散乱・透過特性を実験的に検討するため、軟X線発生装置およびX線カメラを用いた計測システムの整備を行った。ナノメートル電磁波の低損失導波特性については、さらに理論的および実験的に検討を行っていく必要があるが、この成果をもとに、導波路および機能素子実現の研究展開が可能となった。
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