ナノ・フォノニクスの開拓と新たな音響量子素子設計への展開

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17510106
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 田村 信一朗 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80109488)
• 研究分担者: 田中 之博 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00281791)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: フォノン / 量子化熱伝導 / フォノニック結晶 / ソリトン / キャビティモード

研究概要

本研究課題の下、以下に挙げる研究の展開と成果を通じ、ナノ・フォノニクス分野の進展と、新たな音響量子素子の設計への道を拓くことが出来たと、結論される。
(1) ナノ構造中の量子化熱伝導度の低温下における破綻と回復現象の発見
(2) 1次元周期超格子構造中のフォノンの共振モード、並びにナノ・マイクロ・ディスク構造におけるフォノン・キャビティモードの発見とその特性解明
(3) フォノニック結晶中の表面導波路モードの確認とその安定性解析
(4) ナノ人工オパールにおけるフォノンの完全ギャップの発見とバンド構造の解明
(5) フォノン・ソリトンの伝播における多次元性効果の解明
(6) 熱パルス実験で発見されたCaWO4 結晶中のフォノンの「特異モード」の解明

研究成果

• [雑誌論文] Vibrational cavity modes in afree cylindrical disk. (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Tamura
  • 雑誌名: Physical Review B 79 ページ: 054302-1-054302-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypersonic modulation of light in three-dimensional photonic andphononic band-gap materials. (2008)
  • 著者名/発表者名: A. V. Akimov, Y. Tanaka, A. B. Pevtsov, S.F. Kaplan, V. G. Golubev, S. Tamura, D. R. Yakovlev, and M. Bayer
  • 雑誌名: Physical Review Letters 101 ページ: 33902-1-033902-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface guided waves in two-dimensionalphononic crystals (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, T. Yano, and S. Tamura
  • 雑誌名: Wave Motion 44 ページ: 501-512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phonon images, anomalous mode andelastic constants in Ca WO4 (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Hayasaka, R. Higashi, J. Suda,Y. Tanaka, S. Tamura, M. Giltrow and J.K. Wigmore
  • 雑誌名: Sold State Communications 143 ページ: 386-389
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phononic properties of opals. (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, S. Tamura, A. V. Akimov,A. B. Pevtsov, S. F. Kaplan,A. A. Dukin, V. G. Golubev,D. R. Yakovlev and M. Bayer,
  • 雑誌名: Journal of Physics : ConferenceSeries 92 ページ: 012107-1-012107-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phonon images in Ca WO4. (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Hayasaka, R. Higashi, J. Suda, Y. Tanaka, S. Tamura, M. Giltrow and J.K. Wigmore
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 92 ページ: 012099-1-012099-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-dimensional effects on thepropagation of strain solitons in solids (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kawasaki, S. Tamura and H.J. Maris
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 92 ページ: 012091-1-12091-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-resolved surface acoustic wavepropagation across a single grainboundary. (2006)
  • 著者名/発表者名: D. H. Hurley, O. B. Wright, O. Matsuda, T.Suzuki, S. Tamura and Y. Sugawara
  • 雑誌名: Physical Review B 73 ページ: 125403-1-125403-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acoustic-phonon cavity modes inone-dimensional multilayered elastic structures (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Tamura, H. Watanabe and T. Kawasaki
  • 雑誌名: Physical Review B 72 ページ: 165306-1-165306-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lattice thermal conductance in nanowiresat low temperatures : Breakdown andrecovery of Quantization (2005)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, F. Yoshida, and S. Tamura
  • 雑誌名: Physical Review B 71 ページ: 205308-1-205308-12
  • 査読あり
• [学会発表] Phonon images in CaWO4 (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Hayasaka, R. Higashi, J. Suda,Y. Tanaka, S. Tamura, M. Giltrow and J.K. Wigmore
  • 学会等名: PHONONS 2007, Conservatoire national des arts etmetiers
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20070715-20
• [学会発表] Phononic properties of opals. (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, S. Tamura, A. V. Akimov, A. B. Pevtsov, S. F. Kaplan,A. A. Dukin, V. G. Golubev,D. R. Yakovlev and M. Bayer
  • 学会等名: PHONONS 2007,Conservatoire national des arts etmetiers
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20070715-20
• [学会発表] Multi-dimensional offects on thepropagation of strain solitons in solids (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kawasaki, S. Tamura and H.J. Maris
  • 学会等名: PHONONS 2007,Conservatoire national des arts etmetiers
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20070715-20
• [学会発表] Theory of localized phonons inmultilayered structures (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Tamura
  • 学会等名: Son et Lumiere : from microphotonics tonanophononics, Institut d'Etudes Scientifiques de Cargese
  • 発表場所: Cargese, France
  • 年月日: 20061016-28
• [学会発表] Surface waveguide modes in 2D phononiccrystals (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka and S. Tamura,
  • 学会等名: Son et Lumiere : from microphotonics tonanophononics, Institut d'Etudes Scientifiques de Cargese
  • 発表場所: Cargese, France
  • 年月日: 20061016-28
• [学会発表] Surface guided waves in two-dimensionalphononic crystals. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, T. Yano, and S. Tamura,
  • 学会等名: International Symposium on MechanicalWaves in Solids(ISOMWS 06)
  • 発表場所: Zhejiang University, 杭州, China
  • 年月日: 20060515-18