| 研究課題/領域番号 |
24560073
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
寺尾 貴道 岐阜大学, 工学部, 教授 (40271647)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | メタマテリアル / フォトニック結晶 / 計算物理 / 応用光学・量子光工学 / ハイパフォーマンス・コンピューティング |
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| 研究実績の概要 |
平成２６年度における主な研究内容は、以下の通りである。（１）正の屈折率を有する材料と、負の屈折率を有するメタマテリアルによって構成される多層膜は、従来の光多層膜とは異なる特徴的な性質を示す。本研究では、メタマテリアルの屈折率が空間的に一様ではなく、連続的に変化している多層膜系を扱い、その透過率特性について数値的に明らかにした。（２）前年度の研究において、一般に分散性媒質であるメタマテリアルの数値的取り扱いに適した「一般化平面波展開法」の開発を行った。本研究ではこの計算方法に関して具体的な問題への適用を行い、メタマテリアル複合材料、特に誘電率がゼロに近い値をとる周波数領域近傍における分散関係の振る舞いについて明らかにした。（３）上記のメタマテリアルとは、電磁気学的な応答が特異な性質を示す材料の事を指す。この問題に関連して近年、音響メタマテリアルと呼ばれる材料の力学・音響特性にも興味が持たれている。本研究では、通常の固体と音響メタマテリアルを周期的に配列させた複合材料における弾性波の透過特性について、理論的に明らかにした。その結果、この系には弾性波に関するバンドギャップ内に、フラットな分散関係を有する特徴的な振動モードが出現する事、この様なモードが出現する本数は系の周期構造を変える事により制御出来る事等が確認された。また、バンドギャップ内に出現するモードの振動数を見積もる方法についても議論を行い、バンドギャップ内モードの物理的起源について明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題における「研究の目的」の達成度関しては、おおむね純情に進展している。具体的には（１）メタマテリアル複合材料に関する電磁波の伝搬特性、およびモード解析の問題に関して、数値シミュレーションの立場から明らかにしている。また本研究課題に関連して、独自に開発している計算用プログラムに関しては、並列計算に適したソフトウェアの整備を順調に進めている。（２）本研究課題に関して、メタマテリアルにおける（特異な）電磁気学的応答の問題のみならず、音響メタマテリアルに関しても研究を展開しており、具体的な成果を得ている。（３）関連する研究成果に関して、英文の原著論文および国際会議プロシーディングスの出版を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成２７年度の研究に関する推進方策については、下記の通りである。（１）本研究課題である、メタマテリアル材料に適した大規模非対称行列の内部固有値解析手法に関して、より高精度化する為の研究を行う。並行して、超並列計算やアクセラレータ利用に適した更なるソフトウェアのチューニング、およびライブラリのパッケージ化を行う。（２）カイラル材料が関与する系における電磁波の伝搬特性に関する研究を実施する。また、この系に適した大規模数値解析手法の開発を行う。（３）前年度に実施した音響メタマテリアルに関して、より詳細な物理的性質について明らかにする。
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