プラズマ複合構造体の生成と超広帯域周波数分散特性による診断

• 研究課題/領域番号: 26246035
• 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: プラズマエレクトロニクス
• 研究機関: 滋賀県立大学
• 研究代表者: 酒井 道 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (30362445)
• 研究分担者: 新戸 浩幸 福岡大学, 工学部, 教授 (80324656)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 40,430千円 (直接経費: 31,100千円、間接経費: 9,330千円); 2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 22,100千円 (直接経費: 17,000千円、間接経費: 5,100千円); 2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
• キーワード: プラズマ / メタマテリアル / マイクロ波 / テラヘルツ／赤外材料・素子 / 微粒子 / 赤外材料・素子 / マイクロ波素子

研究成果の概要

ｍｍからμｍスケール等のマルチスケールの粒子と、それらの粒子を含んでメタマテリアル効果等を合わせた複合体を設計・作製し、電磁波に対して高機能性を持つ荷電粒子集団「メタプラズマ」を実現した。そしてその集合体診断において、kHz～マイクロ波～赤外光にわたる周波数スペクトル取得を行った。最終的にはマルチスケール性をもち超広帯域周波数分散スペクトルを示すメタプラズマが実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Valid size of plasma-metamaterial cloaking monitored by scattering wave in finite-difference time-domain code (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Bambina, S. Yamaguchi, A. Iwai, S. Miyagi and O. Sakai
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 8 号: 1
  • DOI: 10.1063/1.5006960
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Invariance of parameter identification in multiscales of meta-atoms in metamaterials (2018)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, A. Iwai and Y. Omura
  • 雑誌名: Advances in Physics: X 巻: 3 号: 1 ページ: 338-355
  • DOI: 10.1080/23746149.2018.1433551
  • NAID: 120006898088
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Wave propagation in and around negative-dielectric-constant discharge plasma (2018)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, A. Iwai, Y. Omura, S. Iio and T. Naito
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 25 号: 3 ページ: 031901-031901
  • DOI: 10.1063/1.5009413
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lattice-Boltzmann simulation of flow of oil-in-water emulsion through coalescing filter: Effect of filter structure (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Mino, A. Hasegawa, H. Shinto, and H. Matsuyama
  • 雑誌名: Chemical Engineering Science 巻: 177 ページ: 210-217
  • DOI: 10.1016/j.ces.2017.11.027
• [雑誌論文] The 2017 Plasma Roadmap: Low temperature plasma science and technology (2017)
  • 著者名/発表者名: I. Adanivich, Masaru Hori, et al.
  • 雑誌名: J. Phys. D: Applied Physics 巻: 50 号: 32 ページ: 323001-323001
  • DOI: 10.1088/1361-6463/aa76f5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Plasma metamaterials as cloaking and nonlinear media (2017)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, S. Yamaguchi, A. Bambina, A. Iwai, Y. Nakamura, Y. Tamayama and S. Miyagi
  • 雑誌名: Plasma Physics and Controlled Fusion 巻: 58 号: 1 ページ: 014042-014042
  • DOI: 10.1088/0741-3335/59/1/014042
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of internal mass in the lattice Boltzmann simulation of moving solid bodies by the smoothed-profile method (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Mino, H. Shinto, S. Sakai, and H. Matsuyama
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 95 号: 4
  • DOI: 10.1103/physreve.95.043309
  • NAID: 120006826014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Negative-permittivity plasma generation in negative-permeability space with high-energy metamaterial (2016)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, Y. Nakamura, A. Iwai and S. Iio
  • 雑誌名: Plasma Sources Science and Technology 巻: 25 号: 5 ページ: 055019-055019
  • DOI: 10.1088/0963-0252/25/5/055019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Radiation characteristics of input power from surface wave sustained plasma antenna (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Naito, S. Yamaura, Y. Fukuma and O. Sakai
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 23 号: 9
  • DOI: 10.1063/1.4962225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microdischarge-induced decomposition of ammonia and reduction of silver ions for formation of two-dimensional network structure (2016)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, Y. Hiraoka, N. Kihara, E. Blanquet, K. Urabe and M. Tanaka
  • 雑誌名: Plasma Chemistry and Plasma Processing 巻: 36 号: 1 ページ: 281-294
  • DOI: 10.1007/s11090-015-9664-3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced generation of a second harmonic wave in a composite of metamaterial and microwave plasma with various permittivities (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Iwai, Y. Nakamura and O. Sakai
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 92 号: 3
  • DOI: 10.1103/physreve.92.033105
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of weblike network structures of directed graphs for chemical reactions in methane plasmas (2015)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, K. Nobuto, S. Miyagi and K. Tachibana
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 5 号: 10
  • DOI: 10.1063/1.4935059
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of physicochemical properties of particles and medium on acoustic pressure pulses from laser-irradiated suspensions (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Fukasawa, Shota Noguchi, Hiroyuki Shinto, Hiroyuki Aoki, Shinzaburo Ito, and Masahiro Ohshima
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces A 巻: 487 ページ: 42-48
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2015.09.051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental observation and model analysis of second-harmonic generation in a plasma-metamaterial composite (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Iwai, Y. Nakamura, A. Bambina and O. Sakai
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 8 号: 5 ページ: 056201-056201
  • DOI: 10.7567/apex.8.056201
  • NAID: 210000137517
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nonlinear properties of negative-permittivity microwave plasmas embedded in metamaterial of macroscopic negative permeability (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakamura, A. Iwai and O. Saka
  • 雑誌名: Plasma Sources Science and Technology 巻: 23 号: 6 ページ: 064009-064009
  • DOI: 10.1088/0963-0252/23/6/064009
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 混相流における毛管架橋力の重要性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新戸浩幸
  • 雑誌名: 混相流 巻: 28 号: 4 ページ: 458-465
  • DOI: 10.3811/jjmf.28.458
  • NAID: 130004846060
  • ISSN: 0914-2843, 1881-5790
  • オープンアクセス
• [学会発表] Smallness, dielectric constant and wave frequency in plasmas (2017)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai
  • 学会等名: th International Workshop on Microplasmas 2017
  • 国際学会
• [学会発表] High-Density Plasma Generation in Low-Pressure Metamaterial Space (2017)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai
  • 学会等名: AVS 64th International Symposium & Exhibition
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Plasma Metamaterials for Arbitrary Complex-Amplitude Wave Filters (2017)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, J. Maeda, T. Shimomura, K. Urabe, A. Iwai
  • 学会等名: The 26th International Toki Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Plasma photonic crystals and dusty plasma photonic crystals (2017)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai
  • 学会等名: 18th Workshop on Fine Particle Plasmas
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Microwave Propagation in Plasma Layer Surrounding Metallic Monopole Antenna (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Bambina, A. Iwai, S. Miyagi and O. Sakai
  • 学会等名: 10th European Conference on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Davos, Switzerland
  • 年月日: 2016-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] Generation of Second Harmonic Wave in Plasma-Metamaterial Composite Operated in Microwave Range (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Iwai, A. Bambina, Y. Nakamura and O. Sakai
  • 学会等名: 10th European Conference on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Davos, Switzerland
  • 年月日: 2016-04-11
  • 国際学会
• [学会発表] Plasma media created in abnormal-permeability metamaterial space (2016)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, A. Iwai, A. Bambina, S. Yamaguchi and S. Miyagi
  • 学会等名: 8th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2016-03-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Plasma metamaterials as novel nonlinear and cloaking media (2016)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, A. Iwai, Y. Nakamura, A. Bambina, S. Yamaguchi and S. Miyagi
  • 学会等名: the 43rd EPS Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Leuven, Belgium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] プラズマを用いた高エネルギーメタマテリアルとその発展性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井 道
  • 学会等名: KITシンポジウム「電磁メタマテリアルとその応用」
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Negative-permittivity plasma generation in negative-permeability metamaterial space (2015)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai
  • 学会等名: 68th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-10-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] コロイド・界面から生体ソフト界面への展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新戸浩幸
  • 学会等名: 第23回LBM研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] Plasma metamaterials, and their reconfigurable and nonlinear properties (2015)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, A. Iwai and Y. Nakamura
  • 学会等名: 9th European Conference on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2015-04-12 – 2015-04-17
• [学会発表] Second-harmonic generation in composite of microwave plasma and cm-order metamaterial (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Iwai, Y. Nakamura and O. Sakai
  • 学会等名: 67th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Raleigh, U.S.A.
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-07
• [学会発表] Experimental observation of electron density bifurcation in plasma-metamaterial composites in microwave range (2014)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai, Y. Nakamura and A. Iwai
  • 学会等名: 67th Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Raleigh, U.S.A.
  • 年月日: 2014-11-02 – 2014-11-07
• [学会発表] Extraordinary wave media based on plasmas and metamaterials (2014)
  • 著者名/発表者名: O. Sakai
  • 学会等名: International Union of Materials Research Societies – The 15th IUMRS International Conference in Asia
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
  • 招待講演
• [備考] 滋賀県立大学工学部電子システム工学科 ネットワーク情報工学分野のページ
  • URL: http://www.e.usp.ac.jp/~edtw/index.html
• [備考] 滋賀県立大学工学部電子システム工学科 ディジタル基礎分野のページ
  • URL: http://www.e.usp.ac.jp/sakai.o/index.html