【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1038
利用課題名 / Title
次世代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
メタマテリアル,宇宙機,ラジエータ,ふく射、メタサーフェイス,電子顕微鏡/ Electronic microscope,メタマテリアル/ Metamaterial,光学顕微鏡/ Optical microscope,リソグラフィ/ Lithography,電子線リソグラフィ/ EB lithography,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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)
純孝 太刀川
所属名 / Affiliation
国立研究開発法人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,髙橋宝久斗
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-800：クリーンドラフト潤沢超純水付
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。研究室にて、RCWA法およびFDTD法を用いた設計を行った後、東京大学ARIM微細加工部門武田先端知ビル共用装置を利用し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、高速大面積電子線描画装置でグレーティングパターンを描画し、汎用ICPエッチング装置でエッチングを行った。また、レーザー顕微鏡と高精細電子顕微鏡を使って表面形状の測定を行った。その後、作製したサンプルを研究室に持ち帰り、赤外分光反射率を測定、ふく射特性の評価を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
図1に(a)レーザー顕微鏡による観察写真と(b)SEMによる表面の観察写真を示す。本サンプルは、35°（70°）に放射指向性を持たせる目的で設計した構造である。ほぼ設計どおりのグレーティング構造を作製することができた。図2に赤外放射率の角度依存性を示す。RCWA法を使って計算した結果（実線）と測定した結果（□と×）は、良好に一致している。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 (a)レーザー顕微鏡で観察したグレーティング形状と(b)SEMで観察した表面状態
図2 放射率の角度依存性（35°方向に指向性をもつ設計と70°方向に指向性をもつ設計）
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、多大な御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.
- 須藤梓，森谷龍之介，太刀川純孝，櫻井篤，”小惑星探査機用ラジエータのための指向性放射メタマテリアルに関する研究 －グレーティング構造を用いた挟角な指向性放射とその測定方法－”，第44回日本熱物性シンポジウム，2023年11月7-9日
- Azusa Sudo, Ryunosuke Moriya, Sumitaka Tachikawa, Atsushi Sakurai, "Fundamental Design of Directional Radiation Metamaterials for Asteroid Probe Radiator", 20th International Conference of Flow Dynamics, November 6-8, 2023
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