| 研究課題/領域番号 |
25610072
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
武田 三男 信州大学, 理学部, 教授 (20115653)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 動的カシミール効果 / メタマテリアル / 光の局在 / 超音波振動子 / 圧電素子 |
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| 研究概要 |
初年度に当たる本年度は、当初の研究計画のうち始めの４段階まで実施できた。
① 数値解析[FDTD]によるメタマテリアルの形状および格子パラメーターの決定：極めて遅い群速度を持つBright Mode が出現するために共鳴振動数を一致させた緩和時間の異なる２つの共鳴モードを持つ条件をFDTD により決定した。
② メタマテリアルの設計と試作：上記の数値解析の結果に基づき、高抵抗シリコン基板の片面にスプリットリングとバーを組み合わせたアレイのパターンを金蒸着し、メタマテリアル構造を持つ鏡を試作した。
③ Bright Mode のQ 値と群速度の決定：現有のテラヘルツ時間領域分光装置（THz-TDS）により透過スペクトルを測定し、Bright Mode のQ 値と群速度を決定した。
④ メタマテリアル超音波振動子可動鏡の作製：メタマテリアルのシリコン基板の反対側面に圧電体酸化亜鉛[ZnO]の薄膜を直接蒸着し高周波用超音波振動子を作製した。特殊な技術が要するため外注した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の研究計画にしたがって、上述の４段階までの課題は実施できたが、５段階目の「光子対生成の検出実験」が実施できなかった。
すなわち、超音波振動子の可動状況を確認した後に、ボロメーター等のテラヘルツ領域の電磁波検出器を用いて電磁波の発生を観測する予定であったが、今回作製した超音波振動子可動鏡はシリコン基板上に金を蒸着したものであるため、超音波振動子時に剥離する恐れがあるため実験が実施できない状況にある。実際に超音波振動子可動鏡でなく同じような金蒸着下サンプルを超音波振動させ、薄利しないか否かを確認後に５段階目の「光子対生成の検出実験」が実施する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度以降は、先ず、初年度に５段階目の「光子対生成の検出実験」を実施する。次に、初年度に光子対生成が確認された場合と確認出来なかった場合に分けて研究を進める。
I.光子対生成が確認された場合：① 生成光子（電磁波）の振動数の決定、② 生成電磁波振動数の可動鏡速度依存性の詳細な測定。
II.光子対生成が確認されなかった場合：① ダブル可動鏡による実験、② メタマテリアルの形状等の探索と再実験、③超音波縦（シェアー）モードへの転換と圧電素子の精査。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
物品費については、前年度学内研究費にて設計試作したメタマテリアル超音波発生モジュールを利用したため、本研究費を使用する必要がなかった。旅費については、研究の進捗状況から研究打合せはメールで実施したため、海外等に出張する必要がなかった。このため、当初計画していた物品購入と海外出張を次年度に繰り越し、次年度使用額が生じた。
物品費については、平成25年度繰越し残額と平成26年度予算によって新奇パターンのメタマテリアル超音波発生モジュールの設計試作経費と超音波顕微鏡に使用されている発振器を購入費に使用する計画である。
旅費については、平成25年度繰越し残額と平成26年度予算を合わせて実験結果についての議論と研究打合せのための出張旅費に使用する予定である。
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