有機半導体材料による双安定テラヘルツメタマテリアルの創製

• 研究領域: 電磁メタマテリアル
• 研究課題/領域番号: 23109506
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 松井 龍之介 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80452225)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
• キーワード: テラヘルツ / 有機半導体 / プラズモニクス / メタマテリアル / 光物性 / テラヘルツ材料・素子 / 有機メモリ

研究実績の概要

従来の光学の常識を遥かに超えた機能を発現する新規光学材料としてプラズモニック・メタマテリアルに関する研究が国内外において活発に行われている中、本研究では従来不揮発性抵抗メモリデバイスとして検討されてきた有機半導体／金属ナノクラスター／有機半導体構造による電気的に制御可能な双安定テラヘルツ・プラズモニック・メタマテリアルについて検討してきた。Ma等の報告（Ma, APL (2003)）にならい、有機半導体材料として2-amino-4,5-imidazoledicarbonitrile (AIDCN)、金属ナノクラスターとして低蒸着レート（0.05 nm/s）にて堆積したアルミニウムを採用した抵抗メモリについて検討することとし、フォトリソグラフィーによりフィッシュネット型のメタマテリアル構造の素子を試作し、電流―電圧特性に双安定性を示す素子の作製に成功した。しかしながら、素子応答の再現性など素子作製プロセス面に課題の残る結果となり、テラヘルツ応答を検証するには至っていない。
一方で、シリコン基板上に銅フタロシアニン層を薄く堆積した基板において光照射時にテラヘルツ透過率が大きく変調を受けるとのYoo等による報告（Yoo, APL (2011)）を受け、フタロシアニン層厚さを様々に変えた素子におけるテラヘルツ透過の光変調について詳しく調査し、効率的な変調のためにはフタロシアニン層厚さを200nm以下に抑えるのが有効であることを見出した。また、スーパーインクジェット工法によりスプリットリング共振器アレイ・メタマテリアルを作製し、そのテラヘルツ応答の光変調に成功した（論文投稿中）。本研究により得られた知見は、様々なテラヘルツ変調デバイスの新規開発に繋がるものと期待される。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。