| 研究課題/領域番号 |
18H03889
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
田中 拓男 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (40283733)
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| 研究分担者 |
久保 若奈 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10455339)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2018年度: 23,400千円 (直接経費: 18,000千円、間接経費: 5,400千円)
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| キーワード | メタマテリアル / 光吸収体 / 赤外光 / 赤外分光 / 円錐螺旋構造 / 機械学習 / 光熱電変換デバイス / 完全吸収体 / ３次元構造 / ナノ加工 / 3次元構造 / 三次元構造 |
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| 研究成果の概要 |
従来２次元平面状の構造であったMetal-Insulator-Metal(MIM)構造を基板表面に垂直方向に配列させた3次元垂直配向MIM(v-MIM)メタマテリアルを効率良く加工する技術を開発した．開発した技術を利用して実際にv-MIM構造を作製し，その光学特性を赤外分光器を用いて評価した．その結果，中赤外領域に共鳴吸収バンドを持ち，特に波長５μｍ帯において99.5％のほぼ完全な光吸収を示す事を確認した．さらに異なる波長域に吸収バンドを持つ構造を集積化することで吸収波長体域を拡大できることを実証できた．また，放物線メタマテリアルを用いた広帯域赤外吸収体も試作した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発したv-MIMメタマテリアルの加工技術は，極めて高いアスペクト比を持つ金属ナノ構造の加工技術として，高効率光吸収構造の加工に限らず幅広い分野に応用できる．例えば，現在半導体素子で主流となっているFin-FET素子や次世代のGAA素子では高いアスペクト比を持つナノ構造を高効率かつ大量に加工できる技術が求められている．本研究で開発した加工技術はこのような応用にも適用できる．また，v-MIM構造が赤外領域で高い光吸収特性を持つことを実証できた事に加え，複数の構造の集積化によって吸収帯域を広げる事にも成功した．試作した高効率赤外吸収体は赤外分光技術の高効率化にも貢献できると考えている．
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