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2011 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, 准教授 (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

最終年度の本年度は下記の課題について研究を実施するとともに4年間の総括を行った。
『三次元H型フラクタルの設計・作製と電磁波局在機構の解明』
本年度は、三次元H型フラクタルの電磁波局在機構の解明に加えて、金属開口アレイ-誘電体多層膜におけるテラヘルツ電磁波伝搬機構の解明を行った。理論シミュレーション(FDTD法)によって特性を把握し、ハイパーレンズの可能性を見出した。
『H型フラクタル構造光伝導アンテナの設計・作製とテラヘルツ波発振機構の解明』
昨年度までは、二次元H型フラクタル構造を持った光伝導アンテナを作製し、テラヘルツ時間領域パルス分光装置を用いて発振スペクトルの詳細を測定解析した。本年度は、スプリットリング型メタアトムを装荷した伝導アンテナを設計試作しテラヘルツ波の発振を制御できることを見出した。
『新規フラクタル構造メタマテリアルの設計・作製とテラヘルツ波伝播特性の解明』
テラヘルツ波領域用ワイヤーグリッドのフェムト秒レーザーを利用した作製と特性評価及び金属チェッカーボードパターンにおけるサブ波長構造の影響を実施した。また、半導体表面の屈折率変化によるメタマテリアルの共振周波数変化の可能性た着目し、新しい原理の周波数変換を実証した。金属開口アレイの電磁波局在機構についてスプーフ型表面プラズモンが本質的であることを籠目格子において実証した。さらに、強誘電体のソフトフォノンに着目し、テラヘルツ領域で新しいメタマテリアルの可能性を探索した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Controlling extraordinary transmission characteristics of metal hole arrays with spoof surface plasmons2012

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Miyamaru, Mototsugu Kamijyo, Naoki Hanaoka, Mitsuo W.Takeda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 100 ページ: 081112/1-4

    • DOI

      10.1063/1.3654156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical switching of terahertz radiation from meta-atom-loaded photoconductive antennas2011

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Takano, Yui Chiyoda, TsubasaNishida, Fumiaki Miyamaru, Taku Kawabata, Hirofumi Sasaki, Mitsuo W. Takeda, and Masanori Hangyo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 99 ページ: 161114/1-3

    • DOI

      DOI:10.1063/1.3654156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inelastic Neutron Scattering Study of Ferroelectric Phase Transition in Lithium Heptagermanate (Li2Ge7015)2011

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo W.Takeda, Yukio Noda, Toshihisa Yamaguchi
    • 雑誌名

      Ferroelectrics

      巻: 412 ページ: 45-51

    • DOI

      10.1080/00150193.2011.542695

    • 査読あり
  • [学会発表] メタマテリアルバイオセンシングにおける水の影響2012

    • 著者名/発表者名
      川島徳巳, 宮丸文章, 小川雄一, 武田三男
    • 学会等名
      第59回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 半導体表面の屈折率変化によるメタマテリアルの共振周波数変化2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤直, 宮丸文章, 武田三男
    • 学会等名
      第59回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] 金属開口アレイ-誘電体多層膜におけるテラヘルツ光伝搬2012

    • 著者名/発表者名
      島田翔平, 宮丸文章, 武田三男
    • 学会等名
      第59回応用物理学関連連合講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] Transmission and reflection characteristics of three-dimensional bulk metamaterials in terahertz region2011

    • 著者名/発表者名
      S.Ogawa, F.Miyamaru, K.Takano, M.Hangyo, H.Miyazaki, M.W.Takeda
    • 学会等名
      The 5th International conference on surface plasmon photonics
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20110511-20110516
  • [学会発表] Effect of extreme sub-wavelength structure for far-field property in metallic periodic strueture2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Nishiyama, F.Miyamaru M.W.Takeda, K.Takano, M.Hangyo, H.Miyazaki
    • 学会等名
      The 5th International conference on surface plasmon photonics
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20110511-20110516
  • [学会発表] Ultrafast optical-switching of`terahertz wave`emission by metaatom-loaded photoconductive antenna2011

    • 著者名/発表者名
      T.Nishida, F.Miyamaru, K.Takano, M.Hangyo, M.Takeda
    • 学会等名
      The 5th International conference on surface plasmon photonics
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20110511-20110516
  • [学会発表] メタアトム装荷光伝導アンテナによるテラヘルツ波制御2011

    • 著者名/発表者名
      西田翼, 宮丸文章, 高野恵介, 萩行正憲, 武田三男
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2011-08-30
  • [学会発表] 金属チェッカーボードパターンにおけるサブ波長構造の影響2011

    • 著者名/発表者名
      西山洋, 宮丸文章, 萩行正憲, 高野恵介, 武田三男
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2011-08-30
  • [学会発表] テラヘルツ波領域用ワイヤーグリッドのフェムト秒レーザーを利用した作製と特性評価2011

    • 著者名/発表者名
      新井徳道, 宮丸文章, 武田三男
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2011-08-30
  • [備考]

    • URL

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

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公開日: 2013-06-26  

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