| 研究課題/領域番号 |
25610072
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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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| 研究実績の概要 |
本研究では、表面に電磁波モードを局在させることのできるメタマテリアルを一対の鏡として用いる。超音波振動子は、メタマテリアルの載っているシリコン基板の反対の面に圧電体酸化亜鉛ZnOの薄膜を直接蒸着して作製する。この超音波振動素子によりメタマテリアル製の鏡を振動させ、真空からの光子が対生成を検証する。光子対の振動数はGHzからサブTHzと見積もられるため、現有のマーチンパプレットフーリエ分光装置とボロメーターにより検出する。
昨年度は、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、②メタマテリアルの設計と試作、③Bright ModeのQ値と群速度の決定，および④メタマテリアル超音波振動子可動鏡の作製を行った。 本年度は、昨年度に引続き、①～③を再確認した。さらに、⑤ 光子対生成の検出実験のために高周波数発振装置を購入し、昨年度試作したZnO薄膜を蒸着した超音波振動子可動鏡の超音波発振状況を測定した。400MHzの超音波が発振していることを確認した。
テラヘルツ波の発生については、残念ながら、確認できていない。この原因の解明のために、EIT効果によりQ値の異なる２つの共振器により構成されるメタマテリアル表面に局在する電磁波モードが、どの程度の機械的振動により自由空間に放出されるかを数値解析するためのツール（電磁波解析ソフトおよび専用ワークステーション）を購入した。現在、数値解析の準備中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
メタマテリアル製の鏡と一体化されたZnO超音波振動素子を試作し、高周波数発振装置を購入して、目的の400MHzの超音波発生を確認できたが、この素子からのテラヘルツ電磁波の発生は確認できていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
テラヘルツ波の発生が確認できていない原因解明のために、EIT効果によりQ値の異なる２つの共振器により構成されるメタマテリアル表面に局在する電磁波モードがどの程度の機械的振動により、自由空間に放出されるかを数値解析し確認する必要がある。このために本年度購入したツール（電磁波解析ソフトおよび専用ワークステーション）を用いて、超音波振動数、その振幅、用いる共振器（スプリットリング等）の形状とサイズ、予想される電磁波の振動数とその強度等の数値を確定する。
これらの解析結果に基づき、新しいメタマテリアル製の鏡と一体化されたZnO超音波振動素子を設計試作して、電磁波の発生を確認する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
超音波発振器の外注先との試作素子の性能についての打合せのための出張を計画していたが、日程調整がつかなかったため出張を次年度に延期した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
未使用の打合せのための出張旅費は次年度に使用する予定である。その他の経費については当初計画通り使用する。
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