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2017 年度 実績報告書

周波数可変型テラヘルツナノイメージャーの創出:物性物理への新規応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H02730
研究機関東京工業大学

研究代表者

河野 行雄  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (90334250)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードテラヘルツ
研究実績の概要

本研究では、幅広い分野での活用が期待されているテラヘルツ電磁波のエバネッセント光を空間・周波数領域で制御し、その技術を基にしたテラヘルツ分光画像計測によるナノ量子物性研究の開拓と実証を行う。
今年度は、プラズモニック構造の作製と、それによるテラヘルツエバネッセント光の空間・周波数領域での制御を行った。まず基板となる誘電体材料として従来の無機材料ではなくポリマーを用いることで、プラズモニック構造としての機能を確認した。さらに、アパーチャーの空間的形状を工夫することで、空間的に閉じ込められたエバネッセント光の電界分布の制御を可能にした。また、アパーチャーの形状だけでなく、凸凹構造の高さや幅を変えることで、2つの共鳴現象の出現(プラズモンモードとキャビティモード)を見出した。これにより、構造の幾何学的なパラメータを変えることで、共鳴周波数を自由に変えられることが分かり、周波数軸上での制御も可能となった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度の目標はプラズモニック構造の高性能化(空間・周波数領域)であったが、複数の共鳴周波数を示す構造を特定し、実際に実験的な実証を得ることができた。また、この振る舞いを決定する構造の幾何学的なパラメータを特定した。本研究により設計の指針を得ることができたため、十分な進捗があっただけでなく、来年度に向けても有益な情報となる。

今後の研究の推進方策

プラズモニック構造については進展があったため、今後はデバイスとの結合を試みる。電磁界シミュレーションを用いることで予測を立て、効率的に実験を進める。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Terahertz Plasmonics and Nano-Carbon Electronics for Nano-Micro Sensing and Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Xiangying Deng and Yukio Kawano
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 12 ページ: 428-432

    • DOI

      10.20965/ijat.2018.p0087

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silicon-immersed terahertz plasmonic structures2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iguchi, T. Sugaya, and Y. Kawano
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 ページ: 151105-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4980018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] テラヘルツ帯電磁波を活用した医薬品・有機膜の非破壊非接触品質分析2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 大地、河野 行雄
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 66 ページ: 893-899

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.66.893

    • 査読あり
  • [学会発表] Response of Localized Carriers to Terahertz Radiation in a Carbon Nanotube Film2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okamoto
    • 学会等名
      54rd Fullerenes-Nanotubes-Graphene Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノポーラスグラフェンにおける弱局在の幾何学的制御2018

    • 著者名/発表者名
      岡本拓也
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] Terahertz Photon Detectors2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Kawano
    • 学会等名
      Light-driven Nuclear-Particle physics and Cosmology 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツイメージングによる新規非破壊検査と品質管理2017

    • 著者名/発表者名
      河野行雄
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] Spiral Bull’s Eye Structure for Multi-frequency High-transmission Plasmonic Antenna2017

    • 著者名/発表者名
      Xiangying Deng
    • 学会等名
      5th Advanced Electromagnetics Symposium, (2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 誘電体によるテラヘルツ帯プラズモニックアンテナの共振周波数制御2017

    • 著者名/発表者名
      菅谷俊夫
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Resonant Frequency Tuning and Transmission Enhancement of Terahertz Plasmonic Antenna by Dielectric Engineering2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sugaya
    • 学会等名
      42nd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Control of Weak Localization in Nanoporous Graphene2017

    • 著者名/発表者名
      岡本拓也
    • 学会等名
      53rd Fullerenes-Nanotubes-Graphene Symposium
    • 国際学会
  • [図書] Sensors for Diagnostics and Monitoring2018

    • 著者名/発表者名
      Yukio Kawano
    • 総ページ数
      in press
    • 出版者
      Taylor & Francis Group

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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