【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.08】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22GA0071

利用課題名 / Title

THz帯メタマテリアルの作製

利用した実施機関 / Support Institute

香川大学 / Kagawa Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

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）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

リソグラフィ・露光・描画装置, 成膜・膜堆積, THz,メタマテリアル, 円偏光,フォトニクス・プラズモニクス/Photonics and Plasmonic

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)

鶴町 徳昭

所属名 / Affiliation

香川大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

東原奈央,大社史弥,前田季里,一色皐月

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

GA-002：マスクレス露光装置
GA-003：スピンコータ－

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

THz帯においては自然界に大きな電磁応答を示す材料が不足しているため、将来のTHzデバイス開発のために様々な特性を持つメタマテリアルの実現が期待されている。我々は円偏光応答を示すTHz帯のメタマテリアルに着目している。今回は円偏光二色性を示すことが期待されるL字型メタマテリアルに着目した。

実験 / Experimental

L字型構造をSU-8フィルム上に作製した。マスクレス露光装置（大日本科研社製 MX-1204）によりパターン描画を行い、金薄膜を真空蒸着装置（ＵＬＶＡＣ社製 VPC-1100）にて成膜後、リフトオフ法により構造を作製した。その後、SU-8を表面にスピンコーター(ミカサ社製、 1H-DX2)にて塗布しハードベイクを行うことでメタマテリアルを含むSU-8フィルムを作製した。作製した試料の透過スペクトルをTHz時間領域分光にて測定した。

結果と考察 / Results and Discussion

L字型構造は直交する2本の金属ロッドからなるが、これはBorn-Kuhnモデルとして知られている2つの直交する振動子が結合した系と考えることができる。この系に0 °偏光を入射すると縦横のロッド間相互作用により、低エネルギー(結合)状態と高エネルギー(反結合)状態の2種類のエネルギー状態をとることが予測できる。Fig.1に作製したL字型メタマテリアルの顕微鏡像を示す。また、Fig.2にその透過スペクトルを示す。低周波側の1.12 THzのディップは結合状態に、高周波側の1.71 THzのディップは反結合状態に対応していると考えられ、実際に予測通りの直線偏光二色性が確認できた。また本試料は円偏光二色性を示すことも期待でき、今後はその解明を行う予定である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 THz帯L字型メタマテリアルの顕微鏡像

Fig. 2 THz帯L字型メタマテリアルの透過スペクトル

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

共同研究者：THz時間領域分光においてご協力くださった徳島大学ポストLEDフォトニクス研究所安井武史教授，時実悠 講師，吉田浩子特任技術員に感謝します。

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.

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