課題番号 ：S-16-OS-0028
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：メタマテリアルによるテラヘルツ波の高度応用
Program Title (English)　：Application of metamaterials for terahertz engineering
利用者名（日本語） ：ファン・タン・ニャ・コア、邱　紅松、原田寛史、花井研一郎、加藤康作、高野恵介、中嶋誠
Username (English) ：Thanh Nhat Khoa Phan, Hong-Song Qiu, Kenichiro Hanai, Kosaku Kato, Keisuke Takano, Makoto Nakajima
所属名（日本語） ：大阪大学レーザーエネルギー学研究センター
Affiliation (English) ：Institute of Laser Engineering, Osaka University

１．概要（Summary）
　金属アンテナの共振に伴って、アンテナ近傍の電場振幅が増大する。近年発展の著しい高強度テラヘルツ波（周波数0.1-30 THz程度の電磁波）光源から発生する電場を、共振器を用いてさらに増大することができる[1]。本研究では、光子エネルギーが低く、かつ強電場を持ったテラヘルツ波による新たな非線形現象の探索を目的として、大阪大学ナノ拠点の設備を利用して、テラヘルツ帯で共振を示すアンテナ構造の作製を行った。
２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
LED描画システム（ピーエムティー、PLS-1010）
RFスパッタ装置（サンユー電子、SVC-700LRF）
【実験方法】
半絶縁砒化ガリウム（GaAs）基板上に塗布したレジストにLED描画システムを用いて、分割リング共振器（Split-Ring Resonator, SRR）パターンを転写した。SRR構造は5 nmのCrの接着層の上にAuをRFスパッタ装置を用いて成膜した。作製した構造の透過スペクトルをテラヘルツ時間領域分光法を用いて測定し、共振が生じていることを確かめた。
３．結果と考察（Results and Discussion）
　Fig. 1に作製したSRR配列の顕微鏡写真例を示す。周期105 mで、Auの蒸着厚さt を100、200、300 nmとして作製した。Fig. 2に透過スペクトルを示す。構造の異方性に対応して、２つの直線変光（Pol. A, Pol. B in Fig. 1）に対して異なる周波数に共振による透過率減少が見られる。この周波数帯のAuに対する電磁波の侵入長は100 nm程度であるが、100 nmの厚さのAuの蒸着により十分な応答が得られることがわかった。今後、この共振器配列に強電場を持つテラヘルツ波を照射し、非線形現象の観測を試みる。
４．その他・特記事項（Others）
・参考文献：[1] M. Nakajima, et al., “Application of Terahertz Field Enhancement Effect in Metal Microstructures” Journal of Infrared Millimeter and Terahertz Waves, 37, pp1199-1212 (2016).
・関連する課題番号：F-16-OS-0019
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし。
６．関連特許（Patent）　　なし。