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簡便かつ低コストな高性能ファノ共鳴光メタマテリアルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14128
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関東京工業大学

研究代表者

森竹 勇斗  東京工業大学, 理学院, 助教 (50783049)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードメタマテリアル / プラズモニクス / ファノ共鳴 / 微細加工技術 / ナノ材料 / 応用光学
研究成果の概要

本研究では、ADB構造における遠方場によるファノ共鳴を用いることで、ナノ構造の精密な位置制御を必要としない高性能なファノ共鳴光メタマテリアルの検討・開発を行った。円形構造からなるADBメタマテリアルでは高性能なファノ共鳴が得られず、ロッド状の構造を用いる必要があることがわかった。また、ADB構造に基板エッチング技術を導入することによって、ファノ共鳴によるセンシング感度を向上できることを確かめた。さらに、3次元メタマテリアル構造におけるファノ共鳴の観測に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、高性能なファノ共鳴光メタマテリアルを得るための形状に関する知見が得られた。また、基板エッチングによるセンシング性能の向上は、幅広い金属ナノ構造に適用可能である。以上から、プラズモニック構造を用いたセンシング技術の重要な要素技術を得ることができた。
3次元構造におけるファノ共鳴の観測では、複雑な共鳴応答が3次元構造で制御可能であることを実験的に示すことができた。これは、光メタマテリアル研究における複雑な電磁応答とその制御性の理解を進めたという点で学術的意義がある。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Bi-anisotropic Fano resonance in three-dimensional metamaterials2018

    • 著者名/発表者名
      Moritake Yuto、Tanaka Takuo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 10125-10125

    • DOI

      10.1038/s41598-018-27404-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling coulomb interactions in infrared stereometamaterials for unity light absorption2018

    • 著者名/発表者名
      Mudachathi Renilkumar、Moritake Yuto、Tanaka Takuo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 112 号: 20 ページ: 201107-201107

    • DOI

      10.1063/1.5020850

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of substrate etching on plasmonic elements and metamaterials: preventing red shift and improving refractive index sensitivity2018

    • 著者名/発表者名
      Moritake Yuto、Tanaka Takuo
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 号: 3 ページ: 3674-3674

    • DOI

      10.1364/oe.26.003674

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic Spectral Control of Fano Resonance by MEMS Actuated Optical Metamaterials2017

    • 著者名/発表者名
      Moritake Yuto、Kanamori Yoshiaki、Hane Kazuhiro
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 137 号: 11 ページ: 357-362

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.137.357

    • NAID

      130006191720

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3D optical metamaterials for controlling electric, magnetic, and bi-anisotropic response2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Moritake and T. Tanaka
    • 学会等名
      The International Symposium on Plasmonics and Nano-photonics (iSPN2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical applications using asymmetric-double-bar metamaterials2018

    • 著者名/発表者名
      森竹勇斗
    • 学会等名
      第8回電磁メタマテリアル講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 基板エッチングによるプラズモン共鳴波長の短波長化と屈折率センシングの高感度化2017

    • 著者名/発表者名
      森竹勇斗、田中拓男
    • 学会等名
      第78回日本応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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