メタマテリアルで作製されたマイクロマシンのカシミア効果による量子浮揚

• 研究課題/領域番号: 22560054
• 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: 応用物理学一般
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 乾 徳夫 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70275311)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: マイクロマシン / カシミア力 / メタマテリアル / カシミール力 / 浮揚技術 / 量子効果 / 超潤滑 / 凝着 / 反発力 / 超伝導 / 擬着 / 反磁性

研究概要

金の誘電関数が周波数ゼロの近傍でプラズマモデルに従う場合,金平板と磁性誘電体である Yttrium Iron Garnet (YIG)平板の間にカシミール斥力が発生し得ることを見出した.更に,YIGを薄膜化することで斥力が増大することを理論的に示した.薄膜化による質量の低減と組み合わせることにより真空中における量子浮揚の可能性が高まった.加えて,磁性絶縁体であるナノコンポジットと超伝導メタマテリアル間にもカシミール斥力が発生し得ることを見つけた.

研究成果

• [雑誌論文] Asymptotic Behavior of the Casimir Force between Arrays of Planar Scatterers in the Large Separation Regime (2013)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol. 82 号: 5 ページ: 054002-054002
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.054002
  • NAID: 40019646886
  • 査読あり
• [雑誌論文] カシミール斥力を利用した量子浮揚 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 雑誌名: トライポロジスト 巻: Vol. 58 ページ: 65-70
  • NAID: 10031155660
• [雑誌論文] カシミール斥力を利用した量子浮揚 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 雑誌名: トライポロジスト 巻: 58 ページ: 65-70
  • NAID: 10031155660
• [雑誌論文] Quantum levitation of a thin magnetodielectric plate on a metallic plate using the repulsive Casimir force (2012)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Vol. 111 号: 7
  • DOI: 10.1063/1.3698619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of the Casimir force between a superconductor and a magnetodielectric (2012)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol. 86 号: 2
  • DOI: 10.1103/physreva.86.022520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Trapping of Nanoparticle near Metallic Plate by the Casimir Effect (2012)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol. 81 号: 5 ページ: 054401-054401
  • DOI: 10.1143/jpsj.81.054401
  • NAID: 40019250856
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diamagnetic effect on the Casimir force (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol. 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thickness dependence of the Casimir force between a magnetodielectr- ic plate and a diamagnetic plate (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol. 84 号: 5
  • DOI: 10.1103/physreva.84.052505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repulsive Casimir Force in Liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: Makoto Ishikawa, Masaya Ichikawa, Kouji Miura, and Norio Inui
  • 雑誌名: Journal Physical Society of Japan 巻: Vol. 80 号: 11 ページ: 114601-114601
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.114601
  • NAID: 210000109264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trapping of a Conducting Nanoparticle by Long-Range Surface Forces (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui, Kozo Mochiji and Kousuke Moritani
  • 雑誌名: e-Journal of Surface Science and Nanotechnology 巻: 9 ページ: 301-305
  • DOI: 10.1380/ejssnt.2011.301
  • NAID: 130004439288
  • ISSN: 1348-0391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Regularization Procedures for Estimating the Casimir Energy of a Massless Scalar Field in a Square (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 雑誌名: Journal Physical Society of Japan 巻: Vol. 80 号: 9 ページ: 094002-094002
  • DOI: 10.1143/jpsj.80.094002
  • NAID: 40018996907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diamagnetic effect on the Casimir force (2011)
  • 著者名/発表者名: Norio Iniui
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical calculation of the Casimir forces between a gold sphere and a nanocomposite sheet (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui, Kouji Miura, Kensuke Akamatsu and Makoto Ishikawa
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 巻: Vol. 258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical calculation of the Casimir forces between a gold sphere and a nanocomposite sheet (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui, Kouji Miura, Kensuke Akamatsu, Makoto Ishikawa
  • 雑誌名: J.Phys. : Conf.Ser. 巻: 258
  • 査読あり
• [学会発表] 2 次元金属円板配列間に作用するカシミール力 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学(広島)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 2次元金属円板配列間に作用するカシミール力 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学・広島
• [学会発表] 超伝導体と磁性誘電体に作用するカシミール力の温度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(神奈川)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 液中カシミール力の測定 II (2012)
  • 著者名/発表者名: 市川真也,石川誠,乾徳夫,川勝英樹,佐々木成朗,三浦浩治
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(神奈川)
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 浮かせてまさつを減らす-量子浮揚の可能性を探る- (2012)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 学会等名: 市民講座「やさしい表面科学」
  • 発表場所: 名城大学 名駅サテライト(名古屋)
  • 年月日: 2012-07-28
• [学会発表] 金と YIGとの間に作用するカシミール斥力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 液中のCasimir斥力II (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦浩治,市川真也,石川誠,乾 徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] ダイナミックモード原子間力顕微鏡による液中カシミール力の測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 市川真也,石川誠, 乾 徳夫,川勝英樹,佐々木成朗,三浦浩治
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 液中のCasimir斥力II (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦浩治, 市川真也, 石川誠, 乾徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県))
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 金とYIGとの間に作用するカシミール斥力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 乾徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Dynamical Response of Suspended Graphene by Impact with a Gas Cluster and Quantum Levitation (2012)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 学会等名: Nano Sciences & Technologies 2012
  • 発表場所: Kempinski Hotel・中国(チンタオ)
• [学会発表] Dynamical Response of Suspended Graphene by Impact with a Gas Cluster and Quantum Levitation (2012)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 学会等名: Nano Sciences & Technologies 2012
  • 発表場所: Kempinski Hotel・中国（チンタオ）
  • 招待講演
• [学会発表] 浮かせてまさつを減らす－量子浮揚の可能性を探る－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 学会等名: 市民講座「やさしい表面科学」
  • 発表場所: 名城大学 名駅サテライト・名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] 超伝導体と磁性誘電体に作用するカシミール力の温度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学・神奈川
• [学会発表] 液中カシミール力の測定II (2012)
  • 著者名/発表者名: 市川真也，石川誠，乾徳夫，川勝英樹，佐々木成朗，三浦浩治
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学・神奈川
• [学会発表] カシミール効果を用いた量子浮揚 (2011)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫, 三浦 浩治, 石川 誠
  • 学会等名: 表面科学学術講演会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 液中モード原子間力顕微鏡によるカシミール斥力の計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川 誠, 乾 徳夫, 三浦 浩治
  • 学会等名: 表面科学学術講演会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Quantum Levitation by Using Repulsive Casimir Force (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Inui, K. Miura, and M. Ishikawa
  • 学会等名: International Tribology Conference
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] 反磁性体に作用する Casimir力 (2011)
  • 著者名/発表者名: 乾 徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 反磁性体に作用するGasimir力 (2011)
  • 著者名/発表者名: 乾徳夫
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Numerical calculation of the Casimir fore between a gold sphere and a nanocomposite sheet (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 学会等名: The International Conference on Science of Friction 2010
  • 発表場所: 三重県伊勢市(合歓の郷)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Numerical calculation of the Casimir forces between a gold sphere and a nanocomposite sheet (2010)
  • 著者名/発表者名: Norio Inui
  • 学会等名: The International Conference on Science of Friction 2010
  • 発表場所: 三重県伊勢市(合歓の郷)
  • 年月日: 2010-09-14
• [備考] 米国応用物理学会による紹介記事掲載
  • URL: http://www.aip.org/aip/research/PNH-4-18-2012.html
• [備考] AIP's Physics New Highlights;April 18, 2012
  • URL: http://www.aip.org/aip/research/PNH-4-18-2012.html