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テラヘルツ波帯・赤外領域の電磁波制御に向けた磁性制御メタ材料の学理構築

建立控制太赫兹波段和红外区电磁波的磁控超材料理论

基本信息

批准号：
22KJ1233
负责人：
朝田晴美
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

メタサーフェスは、メタアトムと呼ばれる波長よりも小さい構造を周期的に多数配置した人工構造材料である。メタアトムの材料、形状、寸法の設計で、自然界の材料では実現できない光学特性を有する人工構造材料を実現できる。誘電体膜の表裏両面に金属パッチを配置した構造のメタアトムにより、メタサーフェスの比誘電率と比透磁率を同じ周波数で同値かつ高い値に設計することで、高屈折率かつ無反射な光学特性を実現できる。屈折率が異なる複数のメタアトムの配置を設計することで、光源の指向性利得を向上する平面状で薄型な分布屈折率レンズや、平面波を光渦に変換する平面状で薄型な光学素子も実現できる。2年目は、これまでに作製した50THz帯で高屈折率・無反射なメタサーフェスの実験評価を進めた。メタサーフェスは厚さ100nmの極薄のSiNxメンブレンの表裏両面に1辺1200nmの正方形Auパッチを周期的に配置している。作製したメタサーフェスの実験評価に向け、クラマース・クローニッヒの関係式を用いて、材料の反射と透過の振幅のみから、材料の光学特性を導出する方法を構築した。位相の測定が困難な赤外域でも、反射と透過の振幅の測定のみから、材料の比誘電率と比透磁率の両方を導出できる。構築した方法により、フーリエ変換赤外分光計で測定した反射と透過の振幅の実験結果から、作製したメタサーフェスが50THz帯で高屈折率・無反射な光学特性を有することを確認した。作製したメタサーフェスの実験による実証はIRMMW-THz2022で報告した。クラマース・クローニッヒの関係式を用いた光学特性の導出方法の構築はFTT2022で報告した。また、メタサーフェスの作製と実証の成果は、文部科学省マテリアル先端リサーチインフラの令和4年度「秀でた利用成果」優秀賞を受賞した。第22回国際ナノテクノロジー総合展・技術会議で講演とポスター展示を行った。

The most important thing is that the structure of the structure is not only the wavelength of the structure, but also the structure of the artificial structure. Material, shape, design of size, material of nature, optical properties, artificial construction The dielectric film is composed of metal layers arranged on both sides of the surface, and the structure is structured such that the specific inductivity and the specific permeability are equal to the number of cycles, the same value, the high refractive index, and the non-reflective optical characteristics are realized. The refractive index varies from one optical element to another. The refractive index varies from one optical element to another. The directivity of the light source increases. The refractive index varies from one optical element to another. The directivity of the light source increases. The refractive index varies from one optical element to another. 2 years ago, the system was controlled at 50THz with high refractive index and no reflection. The thickness of SiNx film is 100nm, and the thickness of SiNx film is 1200nm. To construct a method for deriving the relationship between reflection and transmission of materials and the optical properties of materials The measurement of phase is difficult, the measurement of amplitude of reflection and transmission is difficult, and the calculation of specific permittivity and permeability of materials is difficult. The method of constructing a spectroscope for measuring the amplitude of reflection and transmission is to confirm the existence of high refractive index and non-reflection optical characteristics at 50THz Report on the implementation of IRMMW-THz2022 A method for deriving optical properties from relational expressions is reported in FTT2022. The Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology awarded the award for outstanding achievements in the production and implementation of the exhibition. The 22nd International Exhibition and Technical Conference