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2010 年度 実績報告書

フラクタル構造メタマテリアルによるテラヘルツ電磁波の制御

研究課題

研究課題/領域番号 20244047
研究機関信州大学

研究代表者

武田 三男  信州大学, 理学部, 教授 (20115653)

研究分担者 宮丸 文章  信州大学, 理学部, 助教 (20419005)
キーワードメタマテリアル / フラクタル / テラヘルツ電磁波 / 電磁波の局在 / 光伝導アンテナ / H字型フラクタル / 電磁波の共鳴効果 / 時間領域分光法
研究概要

平成22年度は下記の研究課題を実施した。
『新規メタマテリアル構造の設計・作製と電磁波局在機構の解明』
(1)スプリットリング共振器メタマテリアルの設計・試作とテラヘルツ波伝播特性解析
高抵抗シリコン基板に金属メッキによりスプリットリング共振器アレイを形成し、二次元メタマテリアルを作製した。テラヘルツ時間領域分光法により透過特性の詳細をしらべ、その電磁波伝播特性を議論した。透過及び反射スペクトルには磁気および電気共鳴に対応する位置に異常ピーク及びディップを確認した。電磁波の入射方向依存性からこれらのモードの伝播特性を議論した。(発表論文1&5)
(2)三次元H型フラクタル構造メタマテリアルの設計・試作
テラヘルツ領域で透明なセラミック基板に三次元微細加工により、三次元H型フラクタル構造を持つメタマテリアルを作製した。テラヘルツ時間領域分光法により透過特性し、FDTDにより局在モードを特定した。(発表論文5)
(3)メタルホールアレイのテラヘルツ波透過特性の解明
メタルホールアレイの実験結果の詳細な解析により、伝播特性を解明した。局在モードの電場及び磁場の空間分布をFDTDにより数値解析した。さらに、メタルホールアレイ表面に高分子化合物膜を張りアレイ表面の誘電率を変化させ、異常透過ピーク振動数の誘電率依存性の詳細を調べ、センシングの可能性を議論した。(発表論文2,3&6)
『メタマテリアル構造アンテナの設計試作と発振特性の解析』
(4)H型フラクタル光伝導アンテナの設計試作と発振特性の解析
金蒸着によりGaAs基板上に対称性の異なる数種類のH型フラクタル構造を持つアンテナを作製し、そのテラヘルツ波発振特性を調べた。また、FDTDにより局在モードを解析し、共鳴効果と発振特性を考察した。これにより点対称及び鏡面対称性を崩した場合にテラヘルツ波の発信特性が高まることを見出した。(発表論文4)

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fano effect of metamaterial resonance in terahertz extraordinary transmission2011

    • 著者名/発表者名
      Xiao Xiao, Jinbo Wu, F.Miyamaru, Mengying Zhang, Shunbo Li, M.W.Takeda, Weijia Wen, P.Sheng
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 98 ページ: 011911-1-0119113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resonant terahertz transmissions through metal hole array on silicon substrate2010

    • 著者名/発表者名
      Xiao Xiao, Wu Jinbo, Yuki Sasagawa, Fumiaki Miyamaru, Mengying Zhang, MitsuoW. Takeda, Chunyin Qiu, Weijia Wen, and Ping Sheng
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 18 ページ: 18558-18564

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics and generation process of surface waves excited on aperfect conductor surface2010

    • 著者名/発表者名
      F.Miyamaru, M.Kamijyo, K.Takano, M.Hangyo, H.Miyazaki, M.W.Takeda
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 18 ページ: 17576-17583

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of terahertz radiations emitted from fractal photoconductive antennas2010

    • 著者名/発表者名
      F.Miyamaru, Y.Saito, M.W.Takeda, B.Hou, W.Wen, P.Sheng
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 49 ページ: 70205-1-70205-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional bulk metamaterials operating in the terahertz range2010

    • 著者名/発表者名
      F.Miyamaru, S.Kubota, K.Taima, K.Takano, M.Hangyo, M.W.Takeda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 96 ページ: 81105-1-81105-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of dielectric thin films on reflection properties of metal hole arrays2010

    • 著者名/発表者名
      F.Miyamaru, Y.Sasagawa, M.W.Takeda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 96 ページ: 21106-1-21106-3

    • 査読あり
  • [学会発表] Generation process of surface waves excited on a structured perfect conductor surface.2010

    • 著者名/発表者名
      F.Miyamaru, M.Kamijyo, K.Takano, M.Hangyo, H.Miyazaki, M.W.Takeda
    • 学会等名
      European Optical Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2010-10-25
  • [学会発表] Terahertz response of fractal metamaterials2010

    • 著者名/発表者名
      S. Kubota, F. Miyamaru, M. W. Takeda, M. Hangyo, K. Takano, and H. Miyazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Frontier of Terahertz Spectroscopy IV
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2010-10-20
  • [学会発表] Terahertz response of metal hole arrays2010

    • 著者名/発表者名
      M. Kamijyo, F. Miyamaru, M. Takeda, M. Hangyo, K. Takano, and H. Miyazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Frontier of Terahertz Spectroscopy IV
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      2010-10-20
  • [学会発表] Planar and three-dimensional metamaterials in the terahertz region2010

    • 著者名/発表者名
      K.Takano, T.Kawabata, F.Miyamaru, S.Kuboda, M.W.Takeda, M.Hangyo
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2010-05-30
  • [備考]

    • URL

      http://science.shinshu-u.ac.jp/-thz/kenkyusitu/kenkyusitu_ronbun.html

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公開日: 2012-07-19  

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