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ナノ・フォノニクスの開拓と新たな音響量子素子設計への展開

研究課題

研究課題/領域番号 17510106
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関北海道大学

研究代表者

田村 信一朗  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80109488)

研究分担者 田中 之博  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00281791)
研究期間 (年度) 2005 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,750千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 450千円)
2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードフォノン / 量子化熱伝導 / フォノニック結晶 / ソリトン / キャビティモード / SASER / 音響共振器 / ナノ・マイクロ / フォノニクス / フォノニック・ギャップ / オパール / 表面フォノン / 表面導波路モード / 線状欠陥 / FDTD法 / 量子化熱伝導度 / ナノ構造 / 超格子 / キャビティ
研究概要

本研究課題の下、以下に挙げる研究の展開と成果を通じ、ナノ・フォノニクス分野の進展と、新たな音響量子素子の設計への道を拓くことが出来たと、結論される。
(1) ナノ構造中の量子化熱伝導度の低温下における破綻と回復現象の発見
(2) 1次元周期超格子構造中のフォノンの共振モード、並びにナノ・マイクロ・ディスク構造におけるフォノン・キャビティモードの発見とその特性解明
(3) フォノニック結晶中の表面導波路モードの確認とその安定性解析
(4) ナノ人工オパールにおけるフォノンの完全ギャップの発見とバンド構造の解明
(5) フォノン・ソリトンの伝播における多次元性効果の解明
(6) 熱パルス実験で発見されたCaWO4 結晶中のフォノンの「特異モード」の解明

報告書

(5件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2009 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Vibrational cavity modes in afree cylindrical disk.2009

    • 著者名/発表者名
      S. Tamura
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrational cavity modes in a free cylindrical disk2009

    • 著者名/発表者名
      S. Tamura
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hypersonic modulation of light in three-dimensional photonic andphononic band-gap materials.2008

    • 著者名/発表者名
      A. V. Akimov, Y. Tanaka, A. B. Pevtsov, S.F. Kaplan, V. G. Golubev, S. Tamura, D. R. Yakovlev, and M. Bayer
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 101

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hypersonic modulation of light in three-dimensional photonic and phononic band-gap materials2008

    • 著者名/発表者名
      A. V. Akimov, Y. Tanaka, A. B. Pevtsov, S. F. Kaplan, V. G. Golubev, S. Tamura, D. R. Yakovlev, and M. Bayer
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 101

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface guided waves in two-dimensionalphononic crystals2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, T. Yano, and S. Tamura
    • 雑誌名

      Wave Motion 44

      ページ: 501-512

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phonon images, anomalous mode andelastic constants in Ca WO42007

    • 著者名/発表者名
      K. Hayasaka, R. Higashi, J. Suda,Y. Tanaka, S. Tamura, M. Giltrow and J.K. Wigmore
    • 雑誌名

      Sold State Communications 143

      ページ: 386-389

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phononic properties of opals.2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, S. Tamura, A. V. Akimov,A. B. Pevtsov, S. F. Kaplan,A. A. Dukin, V. G. Golubev,D. R. Yakovlev and M. Bayer,
    • 雑誌名

      Journal of Physics : ConferenceSeries 92

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phonon images in Ca WO4.2007

    • 著者名/発表者名
      K. Hayasaka, R. Higashi, J. Suda, Y. Tanaka, S. Tamura, M. Giltrow and J.K. Wigmore
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 92

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-dimensional effects on thepropagation of strain solitons in solids2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, S. Tamura and H.J. Maris
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 92

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-guided waves in two-dimensional phononic crystals2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka and T. Yano and S. Tamura
    • 雑誌名

      Wave Motion 44

      ページ: 501-512

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous mode, elastic constants and phonon images in CaWO42007

    • 著者名/発表者名
      K. Hayasaka, R. Higashi, J. Suda, Y. Tanaka, S. Tamura, 他2
    • 雑誌名

      Solid State Communications 143

      ページ: 386-389

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-dimensional effects on the propagation of strain solitons in solids2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, 5. Tamura and H. J. Maris
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series 92

      ページ: 12091-12094

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-guided waves in two-dimensional phononic crystals2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, T.Yano, S.Tamura
    • 雑誌名

      Wave Motion 44(in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-resolved surface acoustic wavepropagation across a single grainboundary.2006

    • 著者名/発表者名
      D. H. Hurley, O. B. Wright, O. Matsuda, T.Suzuki, S. Tamura and Y. Sugawara
    • 雑誌名

      Physical Review B 73

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-resolved surface acoustic wave propagation across a single grain boundary2006

    • 著者名/発表者名
      D.H.Hurley, O.B.Wright, O.Matsuda, T.Suzuki, S.Tamura, Y.Sugawara
    • 雑誌名

      Physical Review B73

      ページ: 125403-125403

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Acoustic-phonon cavity modes inone-dimensional multilayered elastic structures2005

    • 著者名/発表者名
      S. Tamura, H. Watanabe and T. Kawasaki
    • 雑誌名

      Physical Review B 72

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice thermal conductance in nanowiresat low temperatures : Breakdown andrecovery of Quantization2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, F. Yoshida, and S. Tamura
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice thermal conductance in nanowires at low temperatures : Breakdown and recovery of quantization2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tanaka, F.Yoshida, S.Tamura
    • 雑誌名

      Physical Review B 71

      ページ: 205308-205308

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Acoustic-Phonone cavity modes in one-dimensional multilayered elastic structures2005

    • 著者名/発表者名
      S.Tamura, H.Watanabe, T.Kawasaki
    • 雑誌名

      Physical Review B 72

      ページ: 165306-165306

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 円柱状ディスク内のキャビティー・フォノン2009

    • 著者名/発表者名
      田村信一朗
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東京都立教大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Phonon images in CaWO42007

    • 著者名/発表者名
      K. Hayasaka, R. Higashi, J. Suda,Y. Tanaka, S. Tamura, M. Giltrow and J.K. Wigmore
    • 学会等名
      PHONONS 2007, Conservatoire national des arts etmetiers
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Phononic properties of opals.2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, S. Tamura, A. V. Akimov, A. B. Pevtsov, S. F. Kaplan,A. A. Dukin, V. G. Golubev,D. R. Yakovlev and M. Bayer
    • 学会等名
      PHONONS 2007,Conservatoire national des arts etmetiers
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Multi-dimensional offects on thepropagation of strain solitons in solids2007

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, S. Tamura and H.J. Maris
    • 学会等名
      PHONONS 2007,Conservatoire national des arts etmetiers
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Phononic Properties of opals2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, S. Tamura, 他7
    • 学会等名
      Phonons 2007
    • 発表場所
      Conservatoire national desarts et metiers, Paris
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Theory of localized phonons inmultilayered structures2006

    • 著者名/発表者名
      S. Tamura
    • 学会等名
      Son et Lumiere : from microphotonics tonanophononics, Institut d'Etudes Scientifiques de Cargese
    • 発表場所
      Cargese, France
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Surface waveguide modes in 2D phononiccrystals2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka and S. Tamura,
    • 学会等名
      Son et Lumiere : from microphotonics tonanophononics, Institut d'Etudes Scientifiques de Cargese
    • 発表場所
      Cargese, France
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Surface guided waves in two-dimensionalphononic crystals.2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, T. Yano, and S. Tamura,
    • 学会等名
      International Symposium on MechanicalWaves in Solids(ISOMWS 06)
    • 発表場所
      Zhejiang University, 杭州, China
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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