【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT0179
利用課題名 / Title
高機能メタサーフェスの創出
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
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）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
薄膜,シリコン基材料・デバイス,フォトニクス・プラズモニクス,エリプソメーター,エリプソメトリ/ Ellipsometry
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)
相馬 豪
所属名 / Affiliation
東京大学 大学院工学系研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
小西 邦昭
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
メタサーフェスを用いた光通信用の多機能デバイスの開発に取り組んでいる。メタサーフェス用に成膜されたアモルファスシリコンの屈折率の測定のため、分光エリプソメーターを使用した。
実験 / Experimental
分光エリプソメーターを使用しアモルファスシリコンの屈折率を近赤外で測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
アモルファスシリコンを分光エリプソメーターで測定した結果、図1のような近赤外波長におけるデータおよびそのフィッティング曲線を得た。そこから図2に示される屈折率の実部および虚部のスペクトルを得た。我々の研究では高効率なメタサーフェスの材料としてアモルファスシリコンを利用するためマテリアルの吸収が少ないことが望ましいが、屈折率の虚部が0となっておりこの要望を満たしていることが確認された。また屈折率の実部もメタサーフェスとして機能する上で十分高い値が得られており、シミュレーションにおいてメタアトムのサイズを調整することで任意の位相を実現できることを確認した(図3)。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図３、厳密結合波解析によるメタアトムの透過率のシミュレーション結果。格子定数700nmの四角格子上に周期的に配列された高さ1050nmのアモルファスシリコンの円柱ナノポストを仮定した。アモルファスシリコンの屈折率には測定結果を使用し、波長は1550nmとした。適切な円柱の直径を選ぶことで任意の位相(0~2π)が高い透過率で実現可能であることがわかる。
図１、分光エリプソメーターでの測定により得られたデータとそのフィッティング結果。
図２、測定により得られた屈折率の実部と虚部のスペクトル。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
測定を手伝ってくださった小西邦昭准教授に感謝する。
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