二層グラフェンを用いたハイブリッドメタマテリアルの創製

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23710160
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 石川 篤 独立行政法人理化学研究所, 田中メタマテリアル研究室, 基礎科学特別研究員 (90585994)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: プラズモン / メタマテリアル / メタマテリアル / 量子エレクトロニクス / マイクロ・ナノデバイス

研究概要

二層グラフェンを用いたハイブリッドメタマテリアルの実現を目的に、熱酸化膜付シリコン基板上へのグラフェン成膜と顕微ラマン分光法を用いた層数・欠陥評価手法を確立した。グラフェンでできたメタマテリアル作製を行い、その赤外特性の評価を行った結果、周波数6 THz(波長50 μm)付近の特徴的な赤外吸収の観測に成功した。有限要素法を用いた電磁気応答解析の結果、この赤外吸収が、グラフェン構造に特異的に励起される局在プラズモンに起因することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Three-dimensional plasmonic metamaterials and their fabrication techniques (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ishikawa and T. Tanaka
  • 雑誌名: IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics on Nanoplasmonics 19 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A. Ishikawa, R. F. Oulton, T. Zentgraf, and X. Zhang, (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ishikawa, R. F. Oulton, T. Zentgraf, and X. Zhang
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 85 ページ: 155108
  • 査読あり
• [学会発表] Terahertz plasmons in graphene metamaterials (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ishikawa and T. Tanaka
  • 学会等名: RIKEN Metamaterials Symposium 2012
  • 発表場所: Saitama, Japan
  • 年月日: 2013-01-18
• [学会発表] Graphene for infrared plasmonics and metamaterials (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ishikawa, and T. Tanaka
  • 学会等名: The 73rd Japan Society of Applied Physics Autumn Meeting, JSAP-OSA Joint Symposia
  • 発表場所: Ehime, Japan
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] シリコンプラズモニクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川篤
  • 学会等名: 奈良先端未来開拓コロキウム メタX2
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
  • 年月日: 20120822-25
• [学会発表] Graphene for infrared plasmonics and metamaterials (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ishikawa and T. Tanaka
  • 学会等名: The 2nd Korea-Japan Metamaterials Forum
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20120628-30
• [学会発表] Plasmonic properties of graphene at infrared frequencies (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ishikawa, and T. Tanaka
  • 学会等名: The 6th International Conference on Nanophotonics
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20120527-30
• [学会発表] Bilayer Graphene for Active Plasmonics and Metamaterials (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ishikawa and T. Tanaka
  • 学会等名: Taiwan-Japan Nanophotonics and Plasmonic Metamaterials Workshop
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20120111-13
• [学会発表] Graphene for IR plasmonics and metamaterials (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ishikawa and T. Tanaka
  • 学会等名: RIKEN Metamaterials Symposium 2011
  • 発表場所: Saitama, Japan
  • 年月日: 2012-01-27
• [備考] The best poster paper award, Taiwan-Japan Nanophotonics and Plasmonic Metamaterials Workshop, (Taipei, Taiwan, 11th - 13th January, 2012) 受賞
  • URL: http://metamaterials.riken.jp/ishikawa/