(NIMS)は、ジグザグ配線した光アンテナを用い、高感度の赤外線検出器を開発した。水銀やカドミウムを使わずに、高い感度で大気汚染ガスの測定が可能となる。(NIMS)は2020年2月、ジグザグ配線した光アンテナを用い、高感度の赤外線検出器を開発したと発表した。水銀やカドミウムを使わずに、高い感度で大気汚染ガスの測定が可能となる。らによる研究チームと日本大学および、東北大学との共同研究によるものである。大気環境中に含まれるNOxやSOxといったガスの分析では、波長5〜10μmの赤外線を高い感度で検出することが重要となる。これらの検出には有毒な水銀やカドミウムを含む冷却式の検出器を用いるのが、これまでは一般的であった。そこで、研究グループは毒性が低く実用レベルの感度を備えた赤外線検出器の開発に取り組んだ。光の波長より小さい光アンテナを無数に並べることで特異な光学特性を実現できる「メタマテリアル」を組み合わせた。具体的には、厚み4nmのガリウムヒ素量子井戸層を含む総厚みが200nmの半導体層を、金の基板と金の正方形パッチで挟んだ構造の光アンテナを開発した。これにより、量子井戸が入射光を吸収する能力を飛躍的に向上させた。独自の結晶成長方法を開発し、光アンテナとガリウムヒ素を組み合わせても、電流が流れやすいようにした。出典:NIMS複数の光アンテナを接続するための配線も工夫した。電流を取り出すための配線を、今回は隣り合うアンテナの共鳴タイミングを一致させるための「位相遅延素子」としても活用することにした。アンテナ間を接続する配線も、パターンをジグザグにしたり、配線長を最適化したりした。これにより、量子井戸の感度ピーク波長で全アンテナの共鳴タイミングを一致させ、入射した赤外線を大きな電流信号に変換させることに成功した。出典:NIMS研究グループによれば、電子の波を制御する「量子井戸構造」や、光の波を制御する「光アンテナ構造」の寸法を最適化することで、感度ピーク波長を自在に変更することが可能となる。これによって、さまざまなガス分子に対応する検出器を実現することができるという。室温など高い温度環境においても、実用レベルの感度を得ることが可能だという。レンズなど光学系の機能を組み込んだ赤外線検出器なども実現できるとみている。光光源や光変調器といった、今後のメタマテリアルデバイスの基盤構造になるものと期待する。(NIMS)らの研究チームは、磁性体薄膜に光を照射するだけで、電流に伴って生じる熱流の方向や分布を自在に制御できることを実証した。(NIMS)は、50nmの波長分解能と±1度の指向性を実現した多波長型(分光型)赤外線センサーを開発した。(NIMS)は、早稲田大学や多摩美術大学と共同で、にじみを表現できるソフトディスプレイを開発。電気で紅葉の状態変化を表現できる落ち葉型デバイスの試作に成功した。共同研究チームは、非立方晶系材料を用いた透光性セラミックスで、レーザー発振に成功した。アイシン精機、茨城大学は2019年8月21日、「汎用元素だけで構成する新熱電材料」を使った熱電発電モジュールの開発に成功した、と発表した。1兆個ともいわれるIoT機器の駆動を支える自立電源としての普及と使途範囲の拡充に貢献する」としている。(NIMS)は、窒化ガリウム(GaN)に注入したマグネシウム(Mg)の分布と電気的状態を、ナノスケールで可視化することに成功した。高性能GaNパワーデバイスの開発を加速できるとみている。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。