材料が示す未知の現象と未来への貢献／日本大学【スタディサプリ進路】

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材料が示す未知の現象と未来への貢献

理工学部　電気工学科　教授　松田健一

　カーボンナノチューブやＤＮＡといった、ナノメートル程度の細さを持ち、なおかつ屈曲する物質・材料が注目されています。これらの物質の電気伝導特性は長く研究されてきていますが、材料の変形が電気伝導に及ぼす影響はあまり知られておらず、将来のナノ・マイクロロボット等への配線等への応用上、重要な課題となっています。特に、材料の形状が誘起する量子力学的な効果は未知の物性を示す可能性があり、それを応用した超低消費電力デバイス、エネルギー蓄積技術、メモリー等への応用を探索しています。

　自然界には存在しないような電磁波応答特性を持つ人工的構造体を「電磁メタマテリアル」と言い、様々な応用が実現されつつあります。分割リング共振器（以下、ＳＲＲ）は、その構成要素の一例としてよく知られています。このＳＲＲに、半導体デバイスの非線形性を付加し、なおかつＳＲＲ同士の相互作用が非常に強くなる状況を作り出すことによって、あたかも原子と原子が結合して電子バンドを形成するような性質を示すことがわかってきました。これを応用することで、多様な電磁波応答特性を示す電磁メタマテリアルが提案できると考えられます。