印刷プロセスによるナノコンポジットメタマテリアルの創製

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15469
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 穂苅 遼平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20759998)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: メタマテリアル / 印刷 / ナノ粒子 / 光学素子

研究成果の概要

本研究の目的は、ナノインク材料を用いた印刷プロセスにより、可視光域で機能する3次元ナノコンポジットメタマテリアルの実現することである。実際に銀ナノ粒子インクを用いたナノ印刷プロセスで複雑なメタマテリアル構造を形作る技術を確立した。焼成条件により構造を構成するナノ粒子のサイズを制御し、それにより光学特性が制御できることを実証した。応用研究では、可視光域において偏光度99%を越える偏光素子の実現に成功した。

自由記述の分野

光工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで理論研究を中心にその可能性が議論されてきたナノコンポジット／ナノクラスターメタマテリアルを任意形状で作製する技術を確立し、実験的にその光学特性の検証が可能になった。メタマテリアルの光学特性は主にその構造（形状）と材料により決定されるため、今回の成果はメタマテリアルの光学特性の幅を広げるものであり、当分野の進展に貢献するものである。応用研究で実証した偏光素子は、これまで作製には真空装置が必要不可欠であったが、ナノ粒子インクを埋め込み焼成する簡便な作製方法によりその光学機能が発現し、さらに低反射率化など新たな価値を付与することができた。