| 講演名 | 2015-05-15 テラヘルツ帯における表面プラズモン共鳴導波路型センサの数値解析 柴山 純(法政大), 清水 圭介(法政大), 山内 潤治(法政大), 中野 久松(法政大), |
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| 抄録(和) | InSb をセンシング部に採用した, テラヘルツ帯での表面プラズモン共鳴(SPR) 導波路型センサを提案する. まず, 文献の実験値から, 温度と周波数依存性を持つInSb の誘電率を表現する簡素な関係式を導く. 次に, 試料として水を与えたセンシング部の固有モード解析を行い, 表面プラズモンポラリトン(SPP) の存在することを示す. SPP と入力導波路の固有モードとの重なり積分, および伝搬損失の関係から, プラズモン共鳴が1.3 THz 付近で最大となることを予測する. 引き続き, FDTD 法を用いてセンシング特性を評価する. まず, 異なる2 種類の分散媒質が接するInSbと水の境界の扱いについて述べる. 次に, 周波数に対するSPR 応答を計算する. 固有モード解析から予測されたように1.28 THz でSPR の吸収ピークが生じることを示す. さらに, 温度変化に対するSPR 応答を調べ, 本センサが水温の検知に利用できることを見出す. 最後に, 応用例としてアセトニトリルと水の混合度の検知の可能性について議論する. |
| 抄録(英) | A surface plasmon resonance (SPR) waveguide sensor with indium antimonide (InSb) adopted for the sensing section is proposed in the terahertz region. First, we derive a simple expression of the permittivity of InSb using experimental data. Next, we perform the eigenmode analysis of the sensing section with water as an analyte. It is shown that surface plasmon polariton modes exist in the sensing section. From the results of the eigenmode analysis, the SPR is expected to be maximum around 1.3 THz at 300 K. Then, the performance of the SPR sensor is evaluated using the FDTD method with attention to the treatment of the boundary between InSb and water. As expected, the SPR absorption peak is found to occur at 1.28 THz. Furthermore, we investigate the SPR response, showing an ability to detect a temperature change. As an application, a final consideration is given to the possibility of detecting the mixture of organic solvent and water. |
| キーワード(和) | 表面プラズモン共鳴(SPR) センサ / 表面プラズモンポラリトン(SPP) / InSb / THz 波 / 分散性媒質 / 有限差分時間領域(FDTD) 法 |
| キーワード(英) | Surface plasmon resonance (SPR) sensor / Surface plasmon polariton (SPP) / Indium antimonide(InSb) / Terahertz (THz) wave / Dispersion material / Finite-difference time-domain (FDTD) method |
| 資料番号 | EST2015-1 |
| 発行日 | 2015-05-08 (EST) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EST |
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| 開催期間 | 2015/5/15(から1日開催) |
| 開催地（和） | 法政大学 小金井キャンパス |
| 開催地（英） | Hosei Univ. (Koganei Campus) |
| テーマ（和） | シミュレーション技術、一般 |
| テーマ（英） | Simulation technology, etc. |
| 委員長氏名（和） | 柏 達也(北見工大) |
| 委員長氏名（英） | Tatsuya Kashiwa(Kitami Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 馬 哲旺(埼玉大) / 木村 秀明(NTT) / 平田 晃正(名工大) |
| 副委員長氏名（英） | Tetsuo Ma(Saitama Univ.) / Hideaki Kimura(NTT) / Akimasa Hirata(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 柴山 純(法政大) / 平野 拓一(東工大) |
| 幹事氏名（英） | Jun Shibayama(Hosei Univ.) / Takuichi Hirano(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 陳 春平(神奈川大) / 千葉 英利(三菱電機) |
| 幹事補佐氏名（英） | Shunpei Chin(Kanagawa Univ.) / Hidetoshi Chiba(Mitsubishi Electric) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electronics Simulation Technology |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | テラヘルツ帯における表面プラズモン共鳴導波路型センサの数値解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Numerical analysis of a surface plasmon resonance waveguide sensor in the THz region |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 表面プラズモン共鳴(SPR) センサ / Surface plasmon resonance (SPR) sensor |
| キーワード(2)（和/英） | 表面プラズモンポラリトン(SPP) / Surface plasmon polariton (SPP) |
| キーワード(3)（和/英） | InSb / Indium antimonide(InSb) |
| キーワード(4)（和/英） | THz 波 / Terahertz (THz) wave |
| キーワード(5)（和/英） | 分散性媒質 / Dispersion material |
| キーワード(6)（和/英） | 有限差分時間領域(FDTD) 法 / Finite-difference time-domain (FDTD) method |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 柴山 純 / Jun Shibayama |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 清水 圭介 / Keisuke Shimizu |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 山内 潤治 / Junji Yamauchi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 中野 久松 / Hisamatsu Nakano |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 法政大学(略称：法政大) Hosei University(略称：Hosei Univ.) |
| 発表年月日 | 2015-05-15 |
| 資料番号 | EST2015-1 |
| 巻番号（vol） | vol.115 |
| 号番号（no） | EST-33 |
| ページ範囲 | pp.1-6(EST), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2015-05-08 (EST) |