マテリアル インテグレーション 2011年9月号
特集　メタマテリアルの最近の話題


総論:メタマテリアル
■著者
東北大学理学研究科 教授 石原　照也

■要約
電磁波の波長よりも十分に小さく,原子よりは十分大きな構造をうまくデザインすることによって,負の屈折率をはじめとする異常な(これまでなじみのなかった)電磁応答を実現できることが最近わかってきた.


共振型メタマテリアル
■著者
独立行政法人理化学研究所　基幹研究所 田中メタマテリアル研究室　准主任研究員 田中 拓男

■要約
共振型メタマテリアルは,3次元的に集積化されたナノメートルサイズの金属共振器を用いて物質の電磁気学的な特性を人工的に操作する技術である.これまでの研究で,どのような物質を用いて何を作れば良いかは明らかになってきた.


特許出願から見たメタマテリアルの実用化動向
■著者
日本電気株式会社　システム実装研究所 主任研究員 吉永　孝司

■要約
メタマテリアルが脚光を浴びるのは,2000年に米国の物理学者D. R. Smithらによって発表された左手系メタマテリアルに端を発し,その後,世界中で研究が活発化している. ここでは特許情報を参照することで,メタマテリアルの実用化の様子を述べる.


テラヘルツ波メタマテリアル
■著者
大阪大学　レーザーエネルギー学研究センター 萩行　正憲

■要約
近年テラヘルツ技術が革新的に進歩し,基礎科学から産業までの広範な応用が期待されている.これに伴い,テラヘルツ領域での新しい光学素子の開発が重要度を増してきた.テラヘルツ領域ではサブ波長構造の人工物質であるメタマテリアルは他の周波数領域に比べて作り易く,実用化への期待も大きい.ここでは,様々な特性を有する平面メタマテリアルの現状の一端を紹介する.


3次元メタマテリアル
■著者
信州大学　理学部物理科学科 宮丸　文章

■要約
最近のメタマテリアルの試料作製に関して,特に3次元メタマテリアルについて,いくつかの研究成果を紹介する.周波数領域としてはテラヘルツ領域と,近赤外・可視光領域が世界中で精力的に研究されている.これらの周波数領域における3次元バルク磁気共鳴媒質や,負屈折率媒質の作成例について紹介する.


負の屈折率媒質と透明マントの物理学
■著者
大妻女子大学　社会情報学部情報デザイン専攻 落合 友四郎

■要約
また,我々のグループはLeonhardt氏の方式を基に,負の屈折率をもつメタマテリアルを用いて,Nachmanの定理を迂回し,位相遅れや反射のない“完全”な透明マントを設計した.本稿では,透明マント設計の基礎的な事項とともに,負の屈折率が透明マントの完全性(位相遅れなし,反射なし)を保障するために,重要な役割を果たすことを解説する.


メタマテリアルを応用した光学フィルタ
■著者
株式会社　豊田中央研究所　光デバイスシステム研究室 井上 大介

■要約
アルミニウム薄膜上にナノ加工を施して作製した光学フィルタは異常透過と呼ばれる物理現象がおこるため,特異な光学部品として動作する.周期的な直径数百nmの孔をアルミニウム薄膜上に作製することによって偏光無依存の光学フィルタを試作した.また,周期的なスリットをアルミニウム薄膜上に作製し,偏光がスリットに垂直な光に対しては短波長カットフィルタとなり,偏光がスリットに平行な光に対しては長波長カットフィルタとなる特殊な光学フィルタとして働くことを確認した.


非相反メタマテリアルとビーム走査アンテナへの応用
■著者
京都工芸繊維大学　大学院工芸科学研究科　電子システム工学部門 上田 哲也

■要約
電磁波の伝搬を許す人工構造体のうち,順方向伝搬に対しては正屈折率を示し,逆方向伝搬に対しては負屈折率を示す新しいメタマテリアルが最近提案されている.本稿では,このように電磁波の伝搬方向の選び方により伝搬特性の異なる非相反メタマテリアルに焦点を当て,このメタマテリアルを応用した新機能素子として新しい原理に基づく進行波共振器を紹介する.この進行波共振器は,伝送線路共振器であるが,共振周波数を変えずに,共振器サイズや共振器上の位相分布勾配を自由に変えることができるという特長がある.さらに同共振器の通信応用への可能性の例として,ビーム走査アンテナについて述べる.


連載
近代日本のセラミックス産業と科学・技術の発展に尽力した偉人,怪人,異能,努力の人々(46)一生涯をガラスの科学と工学の研究と,学生の教育に尽力された名古屋工業大学　成瀬　省　教授
■著者
宗宮 重行