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フォトニック格子をもつ金属表面の赤外線放出特性の温度制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18656065
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関三重大学

研究代表者

小竹 茂夫  三重大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40242929)

研究分担者 鈴木 泰之  三重大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80150283)
青山 智胤  三重大学, 大学院工学研究科, 助手 (60362357)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2008年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードフォトニック結晶 / コロイド結晶 / MEMS / 赤外線放出 / プラズモニクス / MEMS加工 / 赤外線放出材料
研究概要

本年度は、昨年度までに開発してきたMEMS加工技術技術やコロイド結晶作成技術を用いてフォトニック格子を作成した。またさらに赤外線放出特性評価装置を作成し、赤外線特性の評価を行った.
MEMS加工技術によるSi表面のフォトニック格子の作成では、900℃、1時間程度の酸化処理において、ダイヤモンドペンによる酸化膜の除去が適切におこなうことができ、その後のエッチング処理により、20μmの幅と深さを持つストライプ状の格子を作成することができた一方、それ以上に酸化膜が厚くなると、加工線が太くなったり、乱れたりするなど,格子をうまく作ることが出来なかった.加工されたSiフォトニック格子に金を蒸着させた後、試料からの赤外線を測定したところ,20μmとその9μm付近で、赤外線強度の増加が見られ、特定波長の赤外線を放出する機能を確認した.
一方,引き上げ法によるコロイド結晶の作成では,酸化処理したSiウェハー表面をダイヤモンドペンで加工後、エッチングすることにより,引き上げ方向と45度の角度を持つ溝を0.5m間隔で作成したところ,この溝に沿って12μmのコロイド粒子が整列し,周期的なコロイド結晶を10mm幅で広く作成することができた.またサブミクロンのアルミナ微細粒を使って、コロイド結晶をインプリンティングしたところ、12μm周期のセラミックフォトニック格子を作成することができた.金属を蒸着させずに赤外線を測定したところ,2μm付近で赤外線の非放出領域が観測された.
一方,購入した自動回転ステージと赤外線用回折格子、Ge赤外線窓を用いて赤外線放出特性評価装置を作成したところ、レーザーにより背面を加熱させた試料表面からの赤外線を検出することに成功した.しかし赤外線強度が十分ではないために、角度による依存性や波長による赤外線強度分布を評価するには至らなかったため、赤外線の発散防ぐよう放物面鏡による光路の改良を検討している。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] 温度波分析法による固体晦熱接触分布の評価2008

    • 著者名/発表者名
      小竹 茂夫, 加藤 広大
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Infrared Photonic Lattice from Colloid Crystal Film by Advection Sedimentation2008

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Hiroyuki, Shigeo Kotake, Yasuyuki Suzuki
    • 学会等名
      IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      名古屋市 名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Infrared Light Emission from Sintered Zr_2O and Al_2O_3 Photonic Crystals2008

    • 著者名/発表者名
      Tomotsugu Aoyama, Yuya Saito, Hiroyuki Miyazaki, Shigeo Kotake, Yasuyuki Suzuki
    • 学会等名
      IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      名古屋市 名古屋国際会議場
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 加熱されたフオトニツク格子からの特定赤外線放出2008

    • 著者名/発表者名
      小竹茂夫, 藤原弘幸, 宮崎寛之
    • 学会等名
      日本機械学会2008年度年次大会
    • 発表場所
      横浜市横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 接触界面のガス置換による固体間熱伝達機構の評価とクラッド材への応用2007

    • 著者名/発表者名
      小竹 茂夫, 浪花 孝之, 青山 智胤, 鈴木 泰之
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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