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微細構造表面プラズモン共鳴による近接場光の波長制御とエネルギー変換

研究課題

研究課題/領域番号 24246037
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

花村 克悟  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (20172950)

研究分担者 牧野 俊郎  京都大学, 工学(系)研究科, 教授 (30111941)
宮崎 康次  九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70315159)
高原 淳一  大阪大学, 工学(系)研究科, 教授 (90273606)
森本 賢一  東京大学, 工学(系)研究科, 講師 (90435777)
若林 英信  京都大学, 工学(系)研究科, 助教 (00273467)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
46,930千円 (直接経費: 36,100千円、間接経費: 10,830千円)
2014年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2013年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2012年度: 27,950千円 (直接経費: 21,500千円、間接経費: 6,450千円)
キーワード近接場光 / 波長選択 / 表面プラズモン / プラズモン共鳴器 / エネルギー変換 / エバネッセント波 / 熱光起電力発電
研究成果の概要

本研究において、ピラーアレイ構造表面を対向させることにより、ピラー間隙間の表面プラズモン共鳴より波長制御輸送が可能となること、およびピラートップ面においてs偏光波となる電磁波はピラー側面おいてp偏光波となることから、長波長成分のエネルギー輸送はむしろ平滑面に比べて抑制されることが示された。また、スプリットリング共鳴器アレイ構造を利用した白熱電球により、電気から可視光への変換効率が通常の2倍となることが示された。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (38件) (うち招待講演 10件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Spectral Control of Near-Field Radiation using Pillar Array Structure2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ashida , Naphatsorn Vongsoasup , Daisuke Hirashima , Katsunori Hanamura
    • 雑誌名

      Proceeding of Nano-Rad2014

      巻: * ページ: 122-125

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FDTD Simulation of Near-Field Radiative Heat Transfer between Thin Films Supporting Surface Phonon Polaritons: Lessons Learned2013

    • 著者名/発表者名
      Alejandro Datas , Daisuke Hirashima , Katsunori Hanamura
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: Vol. 8 No. 1 ページ: 91-105

    • NAID

      130003366722

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Prototype Thermophotovoltaic Power Generation System Using Super-Adiabatic Combustion in Porous Quartz Glass2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Kumano, Katsunori Hanamura
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Science and Technology

      巻: Vol. 17, No. 4 ページ: 549-562

    • NAID

      130002068929

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FDTD simulation of near-Field radiative heat transfer between two SiC slabs2012

    • 著者名/発表者名
      Alejandro Datas, Daisuke Hirashima, Katsunori Hanamura
    • 雑誌名

      Heat Transfer Society of Japan

      巻: なし ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] エバネッセント波効果を利用したGaSb熱光起電力発電2012

    • 著者名/発表者名
      芦田 友祐 , 吉田 純 , 花村 克悟
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編)

      巻: Vol. 79 No. 799 ページ: 229-233

    • NAID

      130003374743

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Near-field Thermophotovoltaic Generation of Electricity2014

    • 著者名/発表者名
      Naphatsorn Vongsoasup , Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      The Third International Education Forum on Environment and Energy Science
    • 発表場所
      Hyatt Regency Perth(Australia)
    • 年月日
      2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] メタマテリアルを用いたエネルギー輸送・変換2014

    • 著者名/発表者名
      花村 克悟
    • 学会等名
      2014九州伝熱セミナー
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Asymmetric Membrane with Proton Conductivity and Hydrogen Separation Capability for Solid Oxide Fuel Cell2014

    • 著者名/発表者名
      Warit Ua-amnueychai , Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      The 7th Thailand-Japan International Academic Conference 2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜構造制御による希土類酸化物膜の選択放射性向上に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      熊野 智之 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第35回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 周期的チャネル構造表面の光学的特性に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      藤田 一慧 , 平島 大輔 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第35回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spectral Control of Near-Field Radiation through Pillar Array Structure2014

    • 著者名/発表者名
      Vongsoasup Naphatosorn , Yusuke Ashida , Daisuke Hirashima , Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spectral control of near-field radiation transfer using pillar array structured surface2014

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Hanamura , Yusuke Ashida , Daisuke Hirashima
    • 学会等名
      8th US-Japan Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena proceedings
    • 発表場所
      Chaminade resorts at Santa Cruz(U.S.A)
    • 年月日
      2014-07-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A Sustainable Society using Some Energy Conversion Systems through Nano/Micro Scaled Phenomena2014

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      Burapha University International Conference 2014
    • 発表場所
      Burapha University(Thailand)
    • 年月日
      2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 波長選択ふく射輸送とエネルギー変換2014

    • 著者名/発表者名
      花村 克悟
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      浜松アクトシティ
    • 年月日
      2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Near-Field Radiation between W-emitter and p-GaSb in thermophotovoltaic System2014

    • 著者名/発表者名
      VongsoasupNaphatsorn, Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      浜松アクトシティ
    • 年月日
      2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 周期的ピラー構造を有する金属薄膜の電磁波の透過特性に関する数値シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      藤田 一慧 , 平島大輔 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      浜松アクトシティ
    • 年月日
      2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ピラーアレイを用いた波長選択近接場ふく射輸送に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      芦田 友祐 , Vongsoasup Naphatosorn , 平島 大輔 , 花村克悟
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      浜松アクトシティ
    • 年月日
      2014-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spectral Control of Far-Field and Near-Field Radiation and its application into Thermophotovoltaic Generation of Electricity

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      University of Michigan Seminar
    • 発表場所
      University of Michigan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectral Control of Near-Field and Far-Field Radiation using a Nanoscale-Structured Surface

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      MIT Seminar
    • 発表場所
      MIT(U.S.A)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy conversion systems through nano/micro scaled phenomena

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      Burapha University seminar
    • 発表場所
      Burapha University(Thailand)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ・マイクロ構造が支えるエネルギー変換・輸送・利用

    • 著者名/発表者名
      花村克悟
    • 学会等名
      日本ガイシ 講演会
    • 発表場所
      日本ガイシ㈱(名古屋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射体近傍における熱ふく射近接場成分分布の計測

    • 著者名/発表者名
      平島 大輔 , 藤井 康太 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第50回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] スタッガード配置ピラーアレイを用いた表面プラズモンポラリトン干渉による近接場熱ふく射波長制御

    • 著者名/発表者名
      芦田 友祐 , 平島 大輔 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第50回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermophotovoltaic Generation of Electricity using GaSb Cell through Evanescent Effect

    • 著者名/発表者名
      Jun Yoshida , Vongsoasup Naphatsorn , Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      第50回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 波長選択ふく射輸送とエネルギー変換

    • 著者名/発表者名
      花村 克悟
    • 学会等名
      日本伝熱学会特定推進研究特別セッション
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Oxidation of Soot on the Surface of Membrane Filter made of SiC Nanoparticles with a Thin Oxide Layer including a Pt Nanoparticle

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      2nd Joint Workshop of US-ASIA TransTech R&D Cluster
    • 発表場所
      Argonne National Laboratory(U.S.A)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 積層ARコート石英ガラスの分光半球透過率

    • 著者名/発表者名
      熊野 智之 , 花村 克悟
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2013
    • 発表場所
      弘前大学(弘前)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 導体ピラーアレイを用いた近接場熱ふく射波長制御に関する研究

    • 著者名/発表者名
      芦田 友祐 , 平島 大輔 , 藤田 一慧 , 花村 克悟
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2013
    • 発表場所
      弘前大学(弘前)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 釉薬をベースにした希土類酸化物膜の近赤外放射率計測

    • 著者名/発表者名
      熊野 智之 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第34回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      富山県民会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 周期的ピラー構造表面の光学的特性に関する研究

    • 著者名/発表者名
      藤田 一慧 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第34回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      富山県民会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Speud-Monochromatic Near-Field Radiation using Interference of Surface Plasmon Polariton

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hirashima , Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      The 7th Japan-Korea Joint Seminar on Heat Transfer
    • 発表場所
      Kyushu University(Fukuoka)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Energy Conversion Engineering supported by Nano- and/or Micro-scaled Technologies - Generation of Eectricity by Solid Oxide Fuel Cell and Thermophotovoltaic Cells -

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      Geogea Tech
    • 発表場所
      Geogea Tech(U.S.A)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 熱ふく射の分光学的アプローチによる新たな応用技術展開~熱ふく射の放射波長制御とエネルギー変換~

    • 著者名/発表者名
      花村 克悟
    • 学会等名
      第23回 遠赤外線技術シンポジウム 予稿集
    • 発表場所
      東京会館(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Thermophotovoltaic Generation of Electricity using Spectral-Controlled Near-Field Thermal Radiation

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      Proceedings of the 24th Symposium on Phase Change Oriented Science PCOS 2012
    • 発表場所
      ホテルウェルシーズン浜名湖(静岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of Near-Field Radiation by making use of Silica Glass Fiber Probe

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Hirashima , Kota Fujii , Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      International Workshop on Nano-Micro Thermal Radiation
    • 発表場所
      Tohoku University(Japan)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Thermophotovoltaic Generation of Electricity by GaSb Schottoky Cell using Evanescent Effect

    • 著者名/発表者名
      Jun Yoshida , Katsunori Hanamura
    • 学会等名
      International Workshop on Nano-Micro Thermal Radiation
    • 発表場所
      Tohoku University(Japan)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 表面プラズモンポラリトン干渉による近接場熱ふく射のスペクトル制御

    • 著者名/発表者名
      花村 克悟 , 平島 大輔
    • 学会等名
      第49回 日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] エバネッセント波を利用したGaSbショットキー熱光起電力発電

    • 著者名/発表者名
      吉田 純 , 芦田 友祐 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第49回 日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] エバネッセント波を利用したGaSb熱光電力発電

    • 著者名/発表者名
      芦田 友祐 , 吉田 純 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第17回動力・エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] セラミックスの放射率制御に向けた希土類ドープ釉薬のコーティング手法に関する研究

    • 著者名/発表者名
      熊野 智之 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第33回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 放射体近傍における熱ふく射近接場成分分布の計測

    • 著者名/発表者名
      平島 大輔 , 藤井 康太 , 花村 克悟
    • 学会等名
      第33回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 導体ピラーアレイを用いた表面プラズモンポラリトン干渉のチューニングによる近接場熱ふく射波長制御

    • 著者名/発表者名
      芦田 友祐 , 平島 大輔 , 花村克悟
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2012
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GaSb熱光起電力発電におけるエバネッセント波領域の特定に関する研究

    • 著者名/発表者名
      吉田 純 , 芦田 友祐 , 花村 克悟
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2012
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 選択波長ふく射によるエネルギー変換・回収の紹介2015

    • 著者名/発表者名
      花村 克悟
    • 出版者
      一般社団法人 日本機械学会 動力エネルギーシステム部門ニュースレター
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 熱ふく射の放射波長制御とエネルギー変換‐周期的微細構造によるメタマテリアル創成の可能性2013

    • 著者名/発表者名
      花村 克悟
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      シーエムシー出版 (機能材料 7月号)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京工業大学 理工学研究科 花村研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mep.titech.ac.jp/~TANSO/hanamura/index-j.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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