田中メタマテリアル研究室

これまで、物質の電磁気学的な特性は、物質固有のものであり、物質が決まれば自動的に決まってしまうものとされてきました。これは物質が決まればその物質中での光の振る舞いが一意に決定されてしまう事を意味し、光の伝播を制御するには、物質をどんな形に加工するかしか自由度がないことを意味していました。当研究室では、この物質固有と考えられてきた誘電率や透磁率をナノ構造体を用いることで人工的に制御し、全く新しい光機能性材料とフォトニクスにおけるブレークスルー技術の創出を目指します。これは光周波数の磁場に直接応答する物質や、屈折率がゼロ、負、もしくは何百万といった巨大屈折率物質など、「あり得ない」物質を人工的に作りだすことを意味しており、我々はこれらを総称して「メタマテリアル」と呼んでいます。我々は、この人工物質を用いて、自在に光（フォトン）を制御する新しいフォトニクス技術へ展開してゆきます。

研究テーマ

• 可視光周波数で動作するプラズモニック・メタマテリアルの創成
• メタマテリアルの光機能デバイスへの応用
• メタマテリアルのための3次元ナノ微細金属構造の加工技術の確立
• 3次元大容量光メモリ技術の開発

主要論文

1. Ryoko Watanabe-Tamaki, Atsushi Ishikawa, Takuo Tanaka, Tamotsu Zako, and Mizuo Maeda:
   "DNA-Templating Mass Production of Gold Trimer Rings for Optical Metamaterials"
   The Journal of Physical Chemistry C 116, pp. 15028-15033 (2012)
2. Kanna Aoki, Kentaro Furusawa, and TakuoTanaka:
   "Magnetic assembly of gold core-shell necklace resonators"
   Applied Physics Letters 100, 181106 (2012)
3. Atsushi Ishikawa and Takuo Tanaka:
   "Two-Photon Fabrication of Three-Dimensional Metallic Nanostructures for Plasmonic Metamaterials"
   J. Laser Micro/Nanoeng. 7, 1, pp. 11-15 (2012)
4. Takuo Tanaka:
   "Two-photon Recording and Plasmon-Enhanced Read-Out of Three-Dimentional Optical Disk with Ten Recording Layers"
   Jpn. J. Appl. Phys. 50, 9, pp.902 (2011)
5. T. Ohshiro, T. Zako, R. W.-Tamaki, T. Tanaka and M. Maeda:
   "A facile method towards cyclic assembly of gold nanoparticles using DNA template alone"
   Chem. Commun. 46, pp. 6132 (2010)
6. Yao-Yu Cao, Nobuyuki Takeyasu, Takuo Tanaka, Xuan-Ming Duan, and Satoshi Kawata:
   "3D Metallic Nano-Structure Fabrication By Surfactant-Assisted Multi-Photon-Induced Reduction"
   Small 5, pp. 1144-1148 (2009)
7. A. Ishikawa, T. Tanaka, and S. Kawata:
   "Magnetic Excitation of Magnetic Resonance in Metamaterials at Far-Infrared Frequencies"
   Appl. Phys. Lett. 91, 113118 (2007)
8. T. Tanaka, A. Ishikawa, and S. Kawata:
   "Unattenuated light transmission through the interface between two materials with different indices of refraction using magnetic metamaterials"
   Phys. Rev. B 73, 125423 (2006)
9. T. Tanaka, A. Ishikawa, and S. Kawata:
   "Two-photon-induced reduction of metal ions for fabricating three-dimensional electrically conductive metallic microstructure"
   Appl. Phys. Lett. 88, 81107 (2006)
10. A. Ishikawa, T. Tanaka, and S. Kawata:
    "Negative Magnetic Permeability in the Visible Light Region"
    Phys. Rev. Lett. 95, 237401 (2005)