メタマテリアルによるテラヘルツ電磁波の制御

使用超材料控制太赫兹电磁波

基本信息

批准号：
18654052
负责人：
武田三男
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度では、以下の研究成果を得た。(1) フラックス法及びイメージ炉による強誘電体単結晶の育成と試料作製昨年度に引き続き、フラックス法による強誘電体単結晶Bi_4Ti_3O_<12>および,Bi_<4-x>La_xTi_3O_<12>混晶を育成した。誘電率測定,示差熱分析および偏光顕微鏡観察により、Bi_<4-x>La_xTi_3O_<12>混晶の温度濃度相図を明らかにした。Bi_4Ti_3O_<12>の分極反転可過程のその場観察により、90°ドメインを有する系の分極反転機構についてランダウ・ギンツブルグ理論に基づき考察した。(2) H字型フラクタルアンテナの作製とテラヘルツ波発振特性の評価自己相似構造であるH字型フラクタルによりテラヘルツ電磁波が局在することに着目し、高抵抗GaAs基板上にH字フラクタル構造を持つアンテナを金蒸着法に作製した。その発振特性をテラヘルツ時間領域分光により測定し、共鳴効果による増強の程度を見積った。共鳴効果により、発振を大きく制御できることを実証した。(3) 電子バンド理論による負の透磁率を持つ可能性をある物質の物性パラメーターの探索メタマテリアルのバンド構造解明のためには、磁化と電気分極を同時に再現する理論が必要である。それを実現する第一原理計算理論の開発には、われわれの「拡張された制限つき探索理論」が不可欠である。本年度は、昨年度整備を行った磁化を扱うための理論(電流・スピン密度汎関数理論)にさらに電気分極を取り込む試みを行った。電気分極は波動関数のベリー位相と密接に関連しており、「拡張された制限つき探索理論」で扱うことが可能であることがわかった。煩雑な定式化は完了し、数値計算可能であることを確認した。

今年，我们获得了以下研究结果：（1）去年在去年，铁电方法和图像炉的样品制备的生长，铁电选择单晶BI_4TI_3O_3O_ <12>和BI_ <4-X> la_xti_3o_3o_3o_3o_3o_3o_ <12>使用Flux方法进行了混合方法。介电常数测量，差分热分析和极化显微镜揭示了BI__ <4-X> la_xti_3o_ <12>混合晶体的温度浓度相图。基于Landau-Ginzburg理论检查了具有90°结构域的系统的极化反转机制，通过原位观察BI_4TI_3O__ <12>的极化反转过程。（2）制造H形的分形天线和Terahertz波振荡特性的评估，重点是通过H形分形的Terahertz电磁波定位，这是一种自相似的结构，是一种自相似的结构，一种由金沉积方法制造了具有H形分化的天线。通过Terahertz时域光谱法测量了振荡特性，并估计了由于共振效应而引起的增强程度。已经证明，振荡可以通过共振效应极大地控制。（3）搜索可能基于电子条带理论具有负渗透率的物理参数，以阐明超材料的带结构，该理论同时重现磁化和电化极化是必要的。我们的“扩展，有限的搜索理论”对于发展将实现这一目标的第一原理计算理论至关重要。今年，我们试图将电化极化纳入去年来处理磁化的理论（当前/自旋密度功能理论）。已经发现，电化与波功能的浆果相密切相关，可以在“扩展有限的搜索理论”中解决。复杂的配方已经完成，已经确认可以执行数值计算。