調整中

東京農工大学　岩見 健太郎 氏

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電子デバイスの冷却を加速するメタマテリアル非放射冷却

東京農工大学　久保 若奈 氏

　熱は身の回りに広く存在する未利用エネルギーであり、その有効利用に向けて熱放射を自在に吸収・制御するメタサーフェスが注目されている。講演者は、環境中の熱放射を回収して発電する「メタマテリアル熱電変換」や、熱放射の回収と熱輸送を組み合わせて電子デバイス等を冷却する「メタマテリアル非放射冷却」の研究を進めてきた。これらの性能向上には、特定波長のみを吸収する従来の狭帯域構造ではなく、黒体放射スペクトルに整合して熱エネルギーを広い波長域から回収できる広帯域メタサーフェスの実現が重要となる。そこで、多数の構造パラメータを有するハイパーボリックメタマテリアルに深層強化学習を適用し、広帯域な赤外吸収を実現する構造を探索・設計した。さらに、メタマテリアルの社会実装を見据え、大面積化・量産化に適した平面積層構造に非エルミート光学の設計概念を導入し、黒体放射に整合する広帯域赤外吸収体を開発した。本講演では、これら二つの設計アプローチと、熱エネルギー利用への展開について紹介する。

産業と社会に貢献する光波制御メタサーフェス／メタマテリアルの可能性

東北大学　金森 義明 氏

メタマテリアル・メタサーフェスは、波長よりも小さな人工構造を利用することで、自然界の材料だけでは実現が難しい特異な光学・電磁特性を生み出し、光からテラヘルツ波、ミリ波まで幅広い電磁波を自在に制御できる革新的な技術です。近年は、その特異な光学・電磁特性を活用し、通信、センシング、光学、エネルギー、バイオ・メディカルなど、多様な分野での社会実装が期待されています。 本講演では、メタマテリアル・メタサーフェスによる光・電磁波制御の基本的な考え方を概説するとともに、私たちのグループが取り組んできた研究成果と応用展開を紹介します。具体的には、メタレンズをはじめとする小型・薄型光学素子、ロボットやスマートフォン・モバイル端末への応用、次世代6G通信を見据えたテラヘルツ・サブテラヘルツ帯のメタマテリアル、さらに三次元バルクメタマテリアルなどの研究を取り上げます。加えて、エネルギー、バイオ・メディカル分野などへの展開や、産学連携を通じた社会実装への取り組みを紹介し、メタマテリアル・メタサーフェスが今後の産業や社会にもたらす新たな可能性を展望します。