【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.13】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2375
利用課題名 / Title
自己補対メタマテリアルを用いたテラヘルツ波デバイス
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto 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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
メタマテリアル,テラヘルツ,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
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)
中西 俊博
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
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
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
KT-121：マスクレス露光装置
KT-203：電子線蒸着装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
メタマテリアルとは、波長より小さな構造からなる人工的な媒質のことで、設計により様々な電磁応答を実現する。特に、2次元構造のメタマテリアルはメタ表面と呼ばれる。本研究では、メタ表面をテラヘルツ波の制御に応用することを目的とし研究を行う。今回、テラヘルツ帯のバンドパスフィルターとして動作する、金属メタ表面を作製した。
実験 / Experimental
2cm角1mm厚の合成石英基板上に成膜したポリイミド薄膜上に電子線蒸着装置（KT-203）を用いて厚さ300nmのアルミニウム膜を成膜した。その後、レジスト(THMR-iP1800EP)をスピンコートし、マスクレス描画装置(KT-121)で対象のメタ表面の構造を描画した。そして、SD-1で現像した後に、混酸アルミエッチング液を用いて金属のエッチングを行なった。
結果と考察 / Results and Discussion
今回は、新規に導入されたマスクレス描画装置(KT-121)を用い、それに伴いレジストも変更したため、条件出しから行なった。フォーカスの方式には空気圧方式を用い、露光量は220mJ/cm2, Defoc値は-2が最適であることが分かった。そして、この最適値を用いて実際のメタ表面の作製を行なった。Fig.1に作製したメタ表面の顕微鏡写真を示す。白色の部分が、高速マスクレス描画装置を用いて作製した金属構造(Al)である。計測の結果、設計値より1㎛程度オーバーエッチングされていたが、この程度の誤差は想定済みであるために、テラヘルツ特性に大きく影響しないと考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig1. Fabricated metasurface
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
- T. Fujikawa and T. Nakanishi, Phys. Rev. Applied 22, 034002 (2024).
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