希土類によらないジャイロ磁気特性の実現とそのマイクロ波デバイスへの応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23686054
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 小寺 敏郎 山口大学, 大学院・理工学研究科, 講師 (90340603)
• 研究協力者: クリストフ キャロ モントリオール理工科大学, 教授 ; ドミトリアス スナス モントリオール理工科大学, ポスドク
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: ジャイロ磁気特性 / 進行波共振 / 非可逆特性 / 人工磁性体 / マイクロ波デバイス / 希土類代替技術 / ミリ波デバイス

研究概要

マイクロ波非可逆素子に不可欠な希土類磁性体が示すジャイロ磁気特性を、磁性体を一切含まない進行波共振回路により人工的に創出し、これを各種マイクロ波素子に応用した。マイクロ波領域において、考案した構造が希土類磁性体と同一の特性を示すことを実験理論両面から確認し、これをマイクロ波ファラデー回転子、サーキュレータ、アイソレータに応用できることを明らかにし、その成果は雑誌論文(5 件)、国際会議発表(11 件)、特許出願(2 件)として公表した。

研究成果

• [雑誌論文] Magnet-less Non-reciprocal Metamaterial(MNM)Technology: Application to Microwave Components (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, Christophe Caloz
  • 雑誌名: IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques 巻: vol. 61, no. 3 ページ: 1030-1042
  • DOI: DOI:10.1109/TMTT.2013.2238246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electromagnetic modeling of a magnet-less non-reciprocal gyrotropic metasurface (2013)
  • 著者名/発表者名: Dimitrios L. Sounas, Toshiro Kodera, and Christophe Caloz
  • 雑誌名: IEEE Trans. Antennas and Propagation 巻: vol. 61, no. 1 ページ: 221-231
  • DOI: DOI:10.1109/TAP.2012.2214997.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switchable Magnet-less Non-Reciprocal Metamaterial (MNM) and its Application to a Switchable Faraday Rotation Metasurface (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, Christophe Caloz
  • 雑誌名: IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 巻: vol. 11 ページ: 1454-1457
  • DOI: DOI:10.1109/LAWP.2012.2231043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, Christophe Caloz (2012)
  • 著者名/発表者名: Non-Reciprocal Magnet-less CRLH Leaky-Wave Antenna based on a Ring Metamaterial Structure
  • 雑誌名: IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 巻: vol. 10 ページ: 1551-1554
  • DOI: DOI:10.1109/LAWP.2011.2181477
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial Faraday Rotation using a Ring Metamaterial Structure without Static Magnetic Field (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, Christophe Caloz
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: vol. 99, no. 3 ページ: 031114:1-3
  • DOI: DOI:10.1063/1.3615688
  • 査読あり
• [学会発表] Magnet-lessnon-reciprocal metamaterials (2013)
  • 著者名/発表者名: ChristopheCaloz, Toshiro Kodera, and Dimitrios L. Sounas
  • 学会等名: META '13
  • 発表場所: アラブ首長国連邦 シャールジャ
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] Analytical modeling of a magnetless non-reciprocal metasurface under oblique plane-wave incidence (2013)
  • 著者名/発表者名: Dimitrios L. Sounas, Burak Gurlek, Toshiro Kodera, Christophe Caloz
  • 学会等名: META '13
  • 発表場所: アラブ首長国連邦 シャールジャ
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Tunable Magnet-less Non-Reciprocal Metamaterial (MNM) and its Application to an Isolator (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, Christophe Caloz
  • 学会等名: Proc. of Asia Paci c Microw. Conf. (APMC2012)
  • 発表場所: 台湾 高雄
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] Magnet-less Non-reciprocal Metamaterial and its Applications in Radiative Structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, Christophe Caloz
  • 学会等名: Proc. of Int. Symp. Antennas Propagat. (ISAP2012)
  • 発表場所: 名古屋, 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] Faraday rotation by arti cial electric gyrotropy in a transparent slot-ring metamaterial structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, and Christophe Caloz
  • 学会等名: Proc. of IEEE AP-S Int. Antennas Propagat. (APS)
  • 発表場所: 米国 シカゴ
  • 年月日: 2012-07-07
• [学会発表] Network modeling of multi-layer magnet-less non-reciprocal gyrotropic metamaterials (2012)
  • 著者名/発表者名: Dimitrios L. Sounas, Toshiro Kodera, Christophe Caloz
  • 学会等名: Proc. of IEEE AP-S Int. Antennas Propagat. (APS)
  • 発表場所: 米国 シカゴ
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] Isolator utilizing arti cial magnetic gyrotropy (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, Christophe Caloz
  • 学会等名: Proc. of IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. (IMS), Montreal
  • 発表場所: カナダ モントリオール
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] PEMC metamaterial surface whose gyrotropy is provided by traveling-wave ring resonators (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, and Christophe Caloz
  • 学会等名: International Symposium Antennas Propagat. (ISAP2011)
  • 発表場所: 韓国 済州島
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Non-reciprocal gyrotropic semiconductor based metasurface not requiring magnetic bias (2011)
  • 著者名/発表者名: Dimitrios L. Sounas, Toshiro Kodera, Christophe Caloz
  • 学会等名: Proc. Metamaterials '2011, Fifth International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics
  • 発表場所: スペイン バルセロナ
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] Field displacement in a traveling-wave ring resonator meta-structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Kodera, Dimitrios L. Sounas, Christophe Caloz
  • 学会等名: XXXth General Assembly and Scientific Symposium (GASS)
  • 発表場所: トルコ イスタンブール
  • 年月日: 2011-08-15
• [学会発表] Non-reciprocal gyrotropic electrically-biased ring metasurface (2011)
  • 著者名/発表者名: Dimitrios L. Sounas, Toshiro Kodera, Christophe Caloz
  • 学会等名: Proc. CNC/USNC URSI National Radio Science Meeting
  • 発表場所: 米国 スポーケン
  • 年月日: 2011-07-06
• [産業財産権] 人工磁性体、人工磁性体デバイス、人工磁性反射壁および人工磁性透過体 (2011)
  • 発明者名: 小寺敏郎, クリストフ キャロ, ディミトリオス ソーナス
  • 権利者名: 山口大学・エコール・ポリテクニック・ドゥ・モンレアル
  • 公開番号: 特開2012-146945
  • 出願年月日: 2011-12-22
• [産業財産権] ARTIFICIAL MAGNETIC MATERIAL, ARTIFICIAL MAGNETIC DEVICE, ARTIFICIAL MAGNETIC MATERIAL REFLECTING WALL AND ARTIFICIAL MAGNETIC MATERIAL TRANSPARENT WALL (2011)
  • 発明者名: Toshiro Kodera, Christophe Caloz, Dimitrios Sounas
  • 権利者名: Ecole Polytechnique de Montreal
  • 産業財産権番号: PCT/CA2011/001422
  • 出願年月日: 2011-12-22
  • 外国