| 研究課題/領域番号 |
17106010
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
宮本 欽生 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (60107084)
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| 研究分担者 |
桐原 聡秀 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (40362587)
武田 三男 信州大学, 理学部, 教授 (20115653)
本田 勝也 信州大学, 理学部, 教授 (50109302)
迫田 和彰 (独)物質・材料研究機構, 量子ドットセンター, センター長 (90250513)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
109,980千円 (直接経費: 84,600千円、間接経費: 25,380千円)
2007年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2006年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2005年度: 76,960千円 (直接経費: 59,200千円、間接経費: 17,760千円)
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| キーワード | フォトニックフラクタル / メンジャースポンジ / 電磁波局在 / テラヘルツ / H字型フラクタル / セラミックス / 共鳴 / 光造形 / 構造・機能材 |
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| 研究概要 |
3年間の本研究で得た主な成果を示す。
(1)メンジャースポンジ(MS)型フォトニックフラクタル(PHF)及びクリスタル(PHC)の3次元CAD/CAM製造法を確立し、セラミックス・金属・樹脂での造形を可能にした。(2)予測計算と整合させた電磁波挙動の測定・評価法を確立し、局在周波数を予測する経験式も導出した。(3)FDTD法により局在の固有周波数・電磁場分布・Q値を正確に算出し、群論を用いて電磁波の透過・反射・90度散乱の選択則を導出した。90度散乱の解析は局在周波数・Q値計測に、LCAO近似は固有周波数スケーリング解析に有用なことを示した。(4)誘電体MS型PHFの局在実測とFDTD解析が一致し、構造前部で電磁波共鳴が強いことを確認した.自己相似配列した誘電体と空洞での多重共鳴により局在が生じると考察された。(5)マイクロMS型PHFをセラミックス・金属で作製しテラヘルツ(THz)波の局在を確認した。金属構造での局在は第2正方空洞の遮断周波数に一致して生じると考察された。(6)アルミナPHCにMS型PHFを埋込み、バンドギャップ(PBG)に局在モードを形成し30%のQ値向上を確認した。(7)MS型PHFを複数配列しTHz域でのアンテナ・フィルタ・センサ等への応用可能性を見出した。(8)1次元カントールバー型PHFではPBG内での局在が観察された。数値解析によると局在モードは構造全体に広がっていた。(9)2次元H字型PHFによるTHz波局在を検証した。ステージ数向上により同等の構造面積で共鳴波長の制御を実現した。(10)最終年に国外から4名の共同研究者を招き国際ワークショップを開催した。局在機構について複数の有力な理論が提案され理解が深まった。PHFが学術・応用両面に豊かな可能性を有することに意見の一致をみた。成果は論文(40件)・図書(5編)・学会発表・講演等(82件)以外に年3回の研究会(8社)で報告し実用化の可能性を検討した。
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