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カーボンナノチューブによるX線ファイバにおけるナノメートル電磁波伝送の基礎的研究

利用碳纳米管的X射线光纤中纳米电磁波传输的基础研究

基本信息

批准号：
14655142
负责人：
後藤信夫
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

カーボンナノチューブによるX線ファイバにおけるナノメートル電磁波の伝送の基礎研究として、理論的検討および実験装置の整備を行い、以下の良好な成果が得られた。1.カーボンおよびモリブデン原子から構成されるフォトニック結晶導波路の理論的検討カーボン原子およびモリブデン原子からなる結晶においてナノメートル電磁波に対する導波路構成材料としての反射特性を評価するため、フォトニック結晶としてのバンドギャップ特性および波数ベクトルの向きに依存した周波数分散特性を平面波展開法を用いることにより理論的に明らかにした。その結果、局所的ではあるが反射特性が得られるバンドギャップが存在することを明らかにし、ナノメートル電磁波の導波路構成の可能性を示した。バンドギャップ幅は、TE波およびTM波によって異なるが、その帯域幅はTHzのオーダーになることを示した。2,カーボンナノチューブからなるX線導波路の検討カーボン原子からなるフォトニック結晶におけるX線伝送特性をカーボンナノチューブ構造のX線導波路へ応用するための基礎検討を行った。3.曲面端面をもつ集束性導波路型レンズ素子の理論的検討X線導波を実現するために曲面端面をもつ集束性導波路型レンズ素子におけるナノメートル電磁波の電磁界特性の理論的検討を行なった。とくに、空間伝搬ビーム波と集束性屈折率分布型導波路の境界曲面における境界値問題として伝送特性を明らかにした。この理論解析結果に基づいて損失の小さなX線ビーム導波系の設計が可能になる。4.単層カーボンナノチューブ合成装置の作成単層カーボンナノチューブをレーザ蒸発法により合成するための装置を、セラミック電気管状炉、管状炉対応温度コントローラ、ディジタルマノメータ、石英管、油回転ポンプ、ピラニー真空計、スピードコントロールルータ、チャンバーおよびYAGパルスレーザ装置を用いて構成し、基礎実験を行った。5,微細加工用微動装置の作成カーボンナノチューブを基板上に選択的に成長させるために、試料加工およびパターニング用のPC駆動微動装置を作成した。カーボンナノチューブのナノメートル電磁波の導波特性については、さらに理論的および実験的に検討を行っていく必要があるが、この成果をもとに、導波路実現の研究展開が可能となった。

Basic research on electromagnetic wave transmission, theoretical research and equipment preparation were carried out. The following good results were obtained. 1. Theoretical discussion of crystal waveguides with respect to atomic composition and reflection characteristics of electromagnetic wave materials The characteristics of the crystal and the wave number depend on the direction of the wave number dispersion. The plane wave expansion method is used to analyze the characteristics of the crystal and the wave number. As a result, the reflection characteristics of the electromagnetic wave are shown to be possible. The amplitude of TE wave and TM wave are different, and the amplitude of THz wave is different. 2. Basic investigation of X-ray waveguide design and application of X-ray waveguide structure. 3. A Theoretical Study of X-ray Guided Wave Characteristics in the Electromagnetic Field of a Curved Surface End Face Cluster Waveguide Type Element The boundary value problem of spatial transmission and distribution of refractive index waveguide The theoretical analysis results show that the design of X-ray guided wave system is possible due to the small base loss. 4. Fabrication of single-layer synthesis device Single-layer structure of single-layer structure of single-layer structure of 5. Fabrication of micro-motion device for micro-machining PC micro-motion device for micro-machining PC micro-motion device for micro-machining It is possible to carry out the research on the waveguide characteristics of electromagnetic waves in the theoretical and practical aspects.