複合機能材料を用いた左手系メタマテリアルの研究

keywords.jpgフェライト複合材料,電波吸収体,左手系材料,メタマテリアル,マイクロ波材料 

蔦岡 孝則 

TAKANORI TSUTAOKA

division.jpg教育学研究科 科学文化教育学専攻 自然システム教育学講座・物理学研究室

position.jpg教授

研究概要

研究内容

フェライトや金属材料を用いた粒子分散型複合材料は,電波吸収体やシールド材料など,RF帯からマイクロ波帯におけるEMC/EMI技術に欠かせない材料である。我々は,フェライト複合材料や誘電材料のマイクロ波帯における複素透磁率,誘電率の評価技術を有しており,それらのEMC/EMI技術への応用の研究を行っている。
 近年,負の透磁率,誘電率を同時に有する左手系材料が注目されており,この特性をマイクロ波領域で実現する方法として,フェライト系材料や金属磁性粒子複合材料の自然磁気共鳴(負の透磁率)と金属細線複合誘電体のマイクロ波プラズマ振動(負の誘電率)を複合化して,負の透磁率と誘電率を同時に有する左手系材料を開発している。
 本左手系材料はメタマテリアルとも呼ばれ, マイクロ波帯における負の屈折率を利用したマイクロ波パーフェクトレンズや,超高効率マイクロ波アンテナ,負のインピーダンスコンバータなど,マイクロ波通信分野においても利用可能である。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

この分野に関心のある企業等との共同研究・受託研究は可能である。
応用分野
電磁環境制御材料,小型マイクロ波アンテナ等

本研究の特徴・優位性

ミクロンオーダーのフェライト微粒子や強磁性金属粒子を,樹脂などの母材に分散させた磁性複合材料の高周波電磁気特性と,透磁率・誘電率スペクトルの制御に関する研究を行ってきた。これらは,電波吸収体やシールド材料など,RF帯からマイクロ波帯におけるEMC技術に応用できる。さらに,電波吸収体の超広帯域化や,小型で広帯域かつ高効率のマイクロ波アンテナなどへの応用を目指して,負の透磁率と誘電率を持つ左手系メタマテリアルの研究を行っている。

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'T. Kasagi, T. Tsutaoka and K. Hatakeyama, ''Negative permeability spectra in Permalloy granular composite materials'', Appl. Phys. Lett., 88 (2006) 172502.'

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