| 研究課題/領域番号 |
16204020
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
武田 三男 信州大学, 理学部, 教授 (20115653)
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| 研究分担者 |
本田 勝也 信州大学, 理学部, 教授 (50109302)
天児 寧 信州大学, 理学部, 助教授 (90222679)
宮本 欽生 大阪大学, 総合科学研究所, 教授 (60107084)
桐原 聡秀 大阪大学, 総合科学研究所, 助教授 (40362587)
迫田 和彰 物質・材料研究機構, ナノマテリアル研究所, 主席研究員 (90250513)
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| キーワード | フラクタル / フォトニック結晶 / フォトニックバンド / 局在モード / テラヘルツ電磁波 |
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| 研究概要 |
初年度は三次元および一次元フラクタル構造体であるメンジャースポンジとカントールバーにおける電磁波伝播特性について研究した。メンジャースポンジでは、エポキシ製、エポキシに酸化チタンを分散させた外形9mm角、ステージ2のサンプルを作製した。また、金属製の外形27mm角ステージ3および9mm角ステージ2のサンプルも作製した。テラヘルツ時間領域分光により、透過率スペクトルを測定し、9mm角試料では4.0cm^<-1>あたりに、また、27mm角試料では1.3cm^<-1>に局在モードに対応していると考えられる不透明ディップを確認した。差分時間領域法による電磁波伝播特性の数値解析により、メンジャースポンジ特有の局在モードが存在することを確かめた。数値解析から、局在モードの特性を解明するためには90°散乱スペクトルの測定が重要なことが判明したの。現在、90°散乱スペクトルの測定光学系を構築中である。
一次元では、ステージ数0,1,2,3,4のカントールバー型マイクロストリップラインを作製し、ネットワークアナライザーにより伝播特性を測定した。フラクタル構造を反映したQ値の高い局在モードを確認した。ステージ数が大きいほど局在モードのQ値が高くなることを見出した。透過及び反射スペクトルはモーメント法による数値解析と極めて良い一致を示した。また、電流密度の空間分布も計算し、局在モードの振動パターンも解明した。カントールバーと局在モード振動数が近く構造も比較的良く似た点欠陥フォトニック結晶を数種類作製し、それらの局在モードのQ値及び振動パターンをカントールバーの場合と比較し、自己相似性を有するカントールバーが電磁波閉じ込めに有効なことを見出した。現在、カントールバー型マイクロストリップラインを共振器とした発振素子の設計を行っている。
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