【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT1151
利用課題名 / Title
メタサーフェスを利用した宇宙機用ラジエータの開発
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
宇宙機,ラジエータ,ふく射,光学顕微鏡/Optical microscopy,電子顕微鏡/Electron microscopy,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,赤外・可視・紫外分光/Infrared and UV and visible light spectroscopy,メタマテリアルメタマテリアル/ Metamaterial
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
太刀川 純孝
所属名 / Affiliation
宇宙航空研究開発機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
須藤梓,税所佑斗
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
水島彩子,肥後昭男,井上友里恵
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-500：高速大面積電子線描画装置
UT-600：汎用ICPエッチング装置
UT-850：形状・膜厚・電気特性評価装置群
UT-855：高精細電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
次世代の宇宙機用ラジエータを開発するため、メタサーフェス構造を用いて「ふく射特性」の制御を行うことを目的としている。自部門にてRCWA法およびFDTD法を用いて形状を設計後、東京大学武田先端知共用装置を使ってメタサーフェス構造を作製するとともに、作製したサンプルの表面観察を行った。
実験 / Experimental
基板上にレジストを塗布、高速大面積電子線高速描画装置（F5112）でグレーティングパターンを描画し、汎用ICPエッチング装置（CEP-300 ICP-RIE）でエッチングを行った。また、レーザー顕微鏡（LEXT OLS5000）と高精細電子顕微鏡（Regulus 8230）で表面形状を測定した。その後、自機関に作製したサンプルを持ち帰り、赤外分光反射率を測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1にレーザー顕微鏡写真を示す。本サンプルは、放射指向性を持たせる目的で設計したものであり、ほぼ設計どおりのグレーティング構造が作製できた。Fig.2に赤外放射率の角度依存性を示す。計算した結果（赤実線）と測定した結果（黒プロット）は、良好に一致している。両結果の差異は、計算に用いた誘電率と実際の誘電率が異なっていることが原因であると考えている。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 レーザー顕微鏡で撮影したサンプル表面
Fig. 2 放射率の角度依存性
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
東京大学三田研究室の水島彩子様には多大な協力をいただきました。ここにお礼を申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- A. Sudo, S. Tachikawa, A. Sakurai, “Directional Control of Emissivity / Reflectivity using Merasurfaces for Spacecraft Radiators” The 13th Asian Thermophysical Properties Conference, Sep. 26–30, 2022.
- 須藤梓, 太刀川純孝, 櫻井篤, “指向性メタマテリアルを用いた宇宙機用ラジエータの研究” 第66回宇宙科学技術連合講演会, 2022年11月1-4日.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件