【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT0253
利用課題名 / Title
誘電体メタサーフェス設計のためのSi屈折率測定
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
a-Si、メタレンズ、光学定数,エリプソメトリ/ Ellipsometry,スパッタリング/ Sputtering
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
羽田 充利
所属名 / Affiliation
東京農工大学大学院工学府産業技術専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
別府 純平,小野澤 たまき,佐藤 匠真
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
これまでメタレンズの設計において，材料となる Si の屈折率や消光係数には文献値を使用してきた．本研究ではメタレンズの製作に使用している装置によって成膜した a-Si の光学定数をエリプソメータで測定し，結果を背系にフィードバックすることを目的とした．
実験 / Experimental
スパッタリング成膜装置 (NFTS-3S-R 0601, FTS Co., Ltd., Japan) を用いて，20mm角のガラス基板上に厚さ1960 nm のamorphous Si (a-Si) を成膜した．このサンプルの光学定数を，東京大学に設置されている分光エリプソメータ (M-2000DI-T) を用いて測定した．ただし測定モデルとして，a-Si の layer には a-Si parameterized を，ガラス基板の layer にはCauchy を使用した．
結果と考察 / Results and Discussion
測定された屈折率 n および消光係数κ と，文献値[1]の比較をFig. 1 およびFig. 2 に示す．これより成膜した a-Si は，可視光から近赤外域で屈折率および消光係数ともに文献値より低い値を示した．一方で，波長1000 nm 以上の領域では消光係数は文献値より高い値となった．これら文献値との差異は成膜方法の違いによる膜の密度や格子欠陥に起因するものであるが，同装置で成膜した複数のサンプル間では光学定数に際はみられなかった．しかたがって，今後は製作に同装置を使用するメタレンズの設計に得られた結果をフィードバックする．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 測定された a-Si の屈折率 n と文献値の比較
Fig. 2 測定された a-Si の消光係数κと文献値の比較
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
参考文献[1] D. T. Pierce and W. E. Spicer. Electronic structure of amorphous Si from photoemission and optical studies. Phys. Rev. B 5, 3017-3029 (1972)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件