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MEMS駆動型電磁誘起透明化メタマテリアルによる動的光制御

公募研究

研究領域電磁メタマテリアル
研究課題/領域番号 25109702
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
研究機関東北大学

研究代表者

金森 義明  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10333858)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワードメタマテリアル / 微細加工 / マイクロマシニング / 光フィルタ / MEMS / マイクロ・ナノデバイス
研究実績の概要

本研究ではMEMS(微小電気機械システム)駆動可変構造による電磁誘起透明化(Electromagnetically induced transparency-like:EIT)メタマテリアルの動的光制御の実現を目的とする。また、MEMS駆動可変構造に適し、かつ高効率なメタマテリアル構造を探求するために、MEMS駆動の前段階として基板上に静的なメタマテリアルを製作し、理論および実験の両面から光学特性を調べることを目的とする。なお、対象波長は光領域およびテラヘルツ領域とする。本年度は、以下のデバイスを試作評価した。(1)光領域で動作するMEMS駆動EITメタマテリアルの試作を行った。波長800nm帯を設計波長とし自立構造上にメタマテリアルを製作することに成功した。透過スペクトル測定から共鳴によるディップを波長800nm付近で確認することができた。また、MEMSアクチュエータのみの動作に成功し36Vの駆動電圧で97nmの変位特性を得ることができた。(2)テラヘルツ領域で動作するMEMS駆動EITメタマテリアルの試作を行った。シリコンの自立構造上にEITメタマテリアルを製作し、MEMS駆動によるEITメタマテリアルの可動に成功した。(3)光メタマテリアルの屈折率、位相変調量を評価するための顕微干渉計を開発し、光領域で動作する静的なEITメタマテリアルの位相制御特性評価を行った。(4)テラヘルツ領域で動作する静的なEITメタマテリアルを再試作し、明瞭なEIT応答の観察に成功した。(5)非対称性を導入したFano共鳴型Asymmetric double bars(ADB)メタマテリアルの提案と実証を行い、波長1300nm近辺でFano共鳴の観察に成功した。また、ADBメタマテリアルのユニットセルの配列を変化させることによるFano共鳴のQ値向上に成功した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] MEMS for plasmon control of optical metamaterials2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kanamori, Ryohei Hokari, and Kazuhiro Hane
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics

      巻: 21 号: 4 ページ: 2701410-2701410

    • DOI

      10.1109/jstqe.2014.2385957

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光領域で動作するメタマテリアルの作製 =光メタマテリアルを用いた擬似電磁誘起透明化と光通信用減衰器=2015

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 26 ページ: 24-28

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental demonstration of sharp Fano resonance in optical metamaterials composed of asymmetric double bars2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Moritake, Y. Kanamori and K. Hane
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 39 号: 13 ページ: 4057-4060

    • DOI

      10.1364/ol.39.004057

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マイクロマシニングによる光メタマテリアルの製作2014

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 雑誌名

      OPTRONICS

      巻: 33 ページ: 65-69

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comparison of electromagnetically induced transparency between silver, gold, and aluminum metamaterials at visible wavelengths2014

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hokari, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 22 号: 3 ページ: 3526-3537

    • DOI

      10.1364/oe.22.003526

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of planar metamaterials with sharp and strong electromagnetically induced transparency-like characteristics at wavelengths around 820 nm2014

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hokari, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 31 号: 5 ページ: 1000-1005

    • DOI

      10.1364/josab.31.001000

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical study on resonant wavelength control of split ring resonators with inductance variable structures in the optical wavelength region2013

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hokari, Yoshiaki Kanamori and Kazuhiro Hane
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 38 ページ: 615-618

    • NAID

      130005004264

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光領域で動作する電磁誘起透明化メタマテリアルの製作2015

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学 世田谷キャンパス、東京都世田谷区玉堤
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quality-factor enhancement of Fano resonance in asymmetric-double-bar metamaterials by alternately arranging inversed unit cells in the optical region2015

    • 著者名/発表者名
      Yuto Moritake, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      SPIE Photonic West
    • 発表場所
      The Moscone Center, San Francisco, California, United States
    • 年月日
      2015-02-07 – 2015-02-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] サブ波長構造・超微細構造の作製方法と光応用~MEMS、生物模倣、メタマテリアル~2015

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 学会等名
      情報機構セミナー
    • 発表場所
      東京都・大井町 きゅりあん
    • 年月日
      2015-01-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication and phase-shift analysis of EIT metamaterials operating at visible wavelengths2014

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hokari, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      4th Japan-Korea Metamaterials Forum
    • 発表場所
      Sigma Hall, Toyonaka Campus, Osaka University, Japan、大阪府豊中市待兼山町
    • 年月日
      2014-12-22 – 2014-12-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration and characterization of Fano resonance in optical metamaterials composed of asymmetric double bar2014

    • 著者名/発表者名
      Yuto Moritake, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      4th Japan-Korea Metamaterials Forum
    • 発表場所
      Sigma Hall, Toyonaka Campus, Osaka University, Japan、大阪府豊中市待兼山町
    • 年月日
      2014-12-22 – 2014-12-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High Precision Fabrication of Metamaterials at Optical Wavelengths2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kanamori
    • 学会等名
      International Conference on Small Science (ICSS 2014)
    • 発表場所
      Eaton Hotel, Kowloon, Hong Kong
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光メタマテリアルにおけるFano共鳴特性の密度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      森竹勇斗,金森義明,羽根一博
    • 学会等名
      応用物理学会東北支部第69回学術講演会
    • 発表場所
      東北大学工学部青葉記念会館、仙台
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外域における電磁誘起透明化メタマテリアルの製作と光学異方性の評価2014

    • 著者名/発表者名
      穂苅遼平,金森義明,羽根一博
    • 学会等名
      応用物理学会東北支部第69回学術講演会
    • 発表場所
      東北大学工学部青葉記念会館、仙台
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロマシニングによるメタマテリアルの製作とMEMSによる可動メタマテリアルの可能性2014

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 学会等名
      奈良先端未来開拓コロキウム2014 「Meta-X(メタエックス) version 3.1」公開ワークショップ
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学、奈良県生駒市高山町
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光メタマテリアル2014

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 学会等名
      第13回 マイクロシステム融合研究会
    • 発表場所
      東北大学 西澤潤一記念研究センター、仙台
    • 年月日
      2014-10-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物模倣ナノ光学素子、メタマテリアルの製作と応用2014

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 学会等名
      ナノ粒子・構造応用研究会 第9回公開講演会
    • 発表場所
      日本化学会 化学会館、東京
    • 年月日
      2014-09-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 近赤外域にFano共鳴をもつ光メタマテリアルの作製とQ値解析2014

    • 著者名/発表者名
      森竹勇斗,金森義明,羽根一博
    • 学会等名
      平成26年度電気学会E部門(センサ・マイクロマシン部門)総合研究会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所、東京
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 擬似電磁誘起透明化が生じる光メタマテリアルの製作と位相差解析2014

    • 著者名/発表者名
      穂苅遼平,金森義明,羽根一博
    • 学会等名
      平成26年度電気学会E部門(センサ・マイクロマシン部門)総合研究会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所、東京
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Comparison of Electromagnetically Induced Transparency-like Characteristics between Silver and Aluminum Metamaterials at Visible Wavelengths2014

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hokari, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META'14)
    • 発表場所
      Nanyang Technological University (NTU), Singapore
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration of Fano Resonance in Metamaterials Composed of Asymmetric Double Bars in Optical Region2014

    • 著者名/発表者名
      Yuto Moritake, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META'14)
    • 発表場所
      Nanyang Technological University (NTU), Singapore
    • 年月日
      2014-05-20 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Detuning Effect of Quadrupole Resonators in Electromagnetically Induced Transparency-like Metamaterials at Near-Infrared Wavelengths2014

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hokari, Yoshiaki Kanamori, Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      9th International Conference on Optics-Photonics Design & Fabrication
    • 発表場所
      板橋区、東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Study on Optical Metamaterials with High Quality Factor Composed of Asymmetric Double Bars2014

    • 著者名/発表者名
      Yuto Moritake, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      9th International Conference on Optics-Photonics Design & Fabrication
    • 発表場所
      板橋区、東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Silicon Spherical Nano-particles having Magnetic Resonance Fabricated by Hydrogen Annealing2014

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Abe, Yoshiaki Kanamori, Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      9th International Conference on Optics-Photonics Design & Fabrication
    • 発表場所
      板橋区、東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Wavelength-selective Optical Attenuators using Plasmonic Nano-resonator Array for Silicon waveguides2014

    • 著者名/発表者名
      Taiyo Takahashi, Yoshiaki Kanamori, Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      9th International Conference on Optics-Photonics Design & Fabrication
    • 発表場所
      板橋区、東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Comparison of Electromagnetically Induced Transparency-like Characteristics between Silver and Aluminum Metamaterials at Visible Wavelengths2014

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hokari, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • 発表場所
      Singapore, Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration of Fano Resonance in Metamaterials Composed of Asymmetric Double Bars in Optical Region2014

    • 著者名/発表者名
      Yuto Moritake, Yoshiaki Kanamori, and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
    • 発表場所
      Singapore, Singapore
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 利得媒質による光メタマテリアル共鳴のQ 値向上に関する数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      森竹 勇斗、金森 義明、羽根 一博
    • 学会等名
      第61 回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学 相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外域にFano共鳴をもつ光メタマテリアルの作製とQ値解析2014

    • 著者名/発表者名
      森竹勇斗,金森義明,羽根一博
    • 学会等名
      平成26年度電気学会E部門(センサ・マイクロマシン部門)総合研究会
    • 発表場所
      東京都目黒区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 擬似電磁誘起透明化が生じる光メタマテリアルの製作と位相差解析2014

    • 著者名/発表者名
      穂苅遼平,金森義明,羽根一博
    • 学会等名
      平成26年度電気学会E部門(センサ・マイクロマシン部門)総合研究会
    • 発表場所
      東京都目黒区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] High precision fabrication of metamaterials at optical wavelengths2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kanamori
    • 学会等名
      International Conference on Small Science
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of electromagnetically-induced-transparency-like metamaterials in the near-infrared region2013

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Hokari, Yoshiaki Kanamori and Kazuhiro Hane
    • 学会等名
      3rd Korea-Japan Metamaterials Forum
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of electromagnetically induced transparency between silver and gold metamaterials at wavelengths around 800 nm2013

    • 著者名/発表者名
      R. Hokari, Y. Kanamori, and K. Hane
    • 学会等名
      26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2013)
    • 発表場所
      札幌、北海道
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] メタマテリアルのMEMSへの応用の可能性2013

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 学会等名
      新化学技術推進協会 電子情報技術部会・MEMS分科会講演会
    • 発表場所
      東京都千代田区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ光機械・超微細構造の製造技術、開発動向と展望2013

    • 著者名/発表者名
      金森義明
    • 学会等名
      情報機構セミナー
    • 発表場所
      東京都秋葉原
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 近赤外域における擬似電磁誘起透明化メタマテリアルの製作2013

    • 著者名/発表者名
      穂苅遼平、金森義明、羽根一博
    • 学会等名
      平成25年度電気学会E部門(センサ・マイクロマシン部門)総合研究会
    • 発表場所
      東京工科大学(蒲田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.hane.mech.tohoku.ac.jp/home.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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