JP2003337201A - Three-dimensional periodical structural body and method of manufacturing the same - Google Patents
Three-dimensional periodical structural body and method of manufacturing the sameInfo
- Publication number
- JP2003337201A JP2003337201A JP2002185334A JP2002185334A JP2003337201A JP 2003337201 A JP2003337201 A JP 2003337201A JP 2002185334 A JP2002185334 A JP 2002185334A JP 2002185334 A JP2002185334 A JP 2002185334A JP 2003337201 A JP2003337201 A JP 2003337201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- dielectric
- periodic structure
- dimensional periodic
- dielectric material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトニック結晶
を構成する三次元周期構造体およびその製造方法に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional periodic structure that constitutes a photonic crystal and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】三次元周期構造体は、屈折率が周期的に
変化することで電磁波に対する干渉作用を示し、特定の
周波数領域の電磁波の通過を阻止し、特定波長の光を遮
蔽することができる。三次元周期構造体はフォトニック
結晶と呼ばれ、誘電体の周期構造により電磁波を回折さ
せる。すなわち、結晶周期と同程度の波長を有する電磁
波を選択的に完全反射させることができる。そのため、
この三次元周期構造体は、高効率半導体レーザ素子や光
導波路等の光デバイスへの応用が期待されている。2. Description of the Related Art A three-dimensional periodic structure exhibits an interference effect on electromagnetic waves due to a periodic change in its refractive index, and can block passage of electromagnetic waves in a specific frequency range and shield light of a specific wavelength. it can. The three-dimensional periodic structure is called a photonic crystal, and electromagnetic waves are diffracted by the periodic structure of the dielectric. That is, it is possible to selectively completely reflect an electromagnetic wave having a wavelength similar to the crystal period. for that reason,
This three-dimensional periodic structure is expected to be applied to optical devices such as high efficiency semiconductor laser devices and optical waveguides.
【０００３】この三次元周期構造体を作製する方法につ
いては、本発明者は先に特開２０００−３４１０３１お
よび特開２００１−２６１９７７において、光造形法を
用いて樹脂およびセラミックス粒子の混合物により形成
される複数の単位構成要素を三次元周期的に組み合わせ
ることにより三次元周期構造体を作製する方法を提案し
ている。Regarding the method for producing this three-dimensional periodic structure, the present inventor has previously described that it was formed from a mixture of resin and ceramic particles by using a stereolithography method in JP-A-2000-341031 and 2001-261977. We have proposed a method to fabricate a three-dimensional periodic structure by combining a plurality of unit constituent elements in a three-dimensional periodic manner.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ミリ波
領域からマイクロ波領域を超えテラヘルツ波領域までの
広範囲の電磁波を制御可能な三次元周期構造体および作
製方法、並びに実用面での高い誘電率を有し安定した性
能を発揮する同構造体の開発までは十分に至っていな
い。However, a three-dimensional periodic structure capable of controlling a wide range of electromagnetic waves from the millimeter wave region to the terahertz wave region beyond the microwave region, a manufacturing method thereof, and a high dielectric constant in practical use are provided. The development of the same structure, which has stable performance, has not yet been fully developed.
【０００５】例えば、これら電磁波のうち、テラヘルツ
波は極めて波長の短い電磁波であり、有害細菌や大気汚
染の検出をはじめ、精密部品の非破壊検査などを行うセ
ンサーへの応用が考えられている。また、サブ・テラヘ
ルツ波のミリ波は自動運転型の道路交通システムにおけ
るミリ波レーダーや高速大容量の通信システムにおける
ミリ波アンテナの開発などへの応用の期待も高まってい
る。For example, among these electromagnetic waves, the terahertz wave is an electromagnetic wave having an extremely short wavelength, and its application to a sensor for detecting non-destructive inspection of precision parts including detection of harmful bacteria and air pollution is considered. In addition, the millimeter wave of the sub-terahertz wave is expected to be applied to the development of a millimeter wave radar in a self-driving road traffic system and a millimeter wave antenna in a high-speed and large-capacity communication system.
【０００６】特に、テラヘルツ波は物質に対する吸収が
大きいため、従来の金属による反射やセラミックスによ
る共振を用いて制御するのは困難であるが、フォトニッ
ク結晶の回折効果によれば容易にテラヘルツ波を低損失
で制御することができる。In particular, since the terahertz wave is highly absorbed by a substance, it is difficult to control it by using the conventional reflection by metal or resonance by ceramics, but the terahertz wave can be easily generated by the diffraction effect of the photonic crystal. It can be controlled with low loss.
【０００７】また、誘導体の結晶格子の誘電率が高けれ
ば、より幅広い周波数帯の電磁波を反射できることも知
られている。It is also known that electromagnetic waves in a wider frequency band can be reflected if the dielectric constant of the crystal lattice of the derivative is high.
【０００８】ところで、テラヘルツ波を制御するために
は、直径が数十ミクロンの誘導体格子が必要であるが、
この誘導体格子にミクロン単位の粒子を分散させた場合
には、誘電率に不安定さが生じることが分かった。By the way, in order to control the terahertz wave, a dielectric lattice having a diameter of several tens of microns is required.
It was found that when the particles of micron unit were dispersed in this derivative lattice, the dielectric constant became unstable.
【０００９】本発明は、広範囲の電磁波を制御可能とす
るため、より高く安定した誘電率を有する三次元周期構
造体を容易かつ安価に製造することが可能な製造方法を
提供することを目的とするものである。An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of easily and inexpensively manufacturing a three-dimensional periodic structure having a higher and more stable dielectric constant, since a wide range of electromagnetic waves can be controlled. To do.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者は、ミクロン粒
子を誘電体格子に分散する際に均一な分散を実行するこ
とにより、安定した誘電率が得られること。また、ミク
ロン粒子をより細かい粒径のものに変更することより、
分散の不均一さによる誘電率の不安定さを解消できるこ
とを見出した。例えば、粒径５μｍ以下の複合粒子を使
用した場合には該格子への分散が極めて均一となり、安
定した高い誘電率を示す良好な結果が得られことが分か
った。The inventor of the present invention can obtain a stable dielectric constant by performing uniform dispersion when dispersing micron particles in a dielectric lattice. Also, by changing the micron particle to a finer particle size,
It was found that the instability of the dielectric constant due to the nonuniform dispersion can be eliminated. For example, it was found that when composite particles having a particle size of 5 μm or less were used, the dispersion in the lattice became extremely uniform, and good results showing a stable and high dielectric constant were obtained.
【００１１】また、誘電体粒子を微細な粒径のものにす
ることによって、誘電体格子の格子幅を狭めることも可
能となり、高い誘電率が得られる誘電体格子を作成する
ことができるようになった。例えば、格子幅が直径１０
０μｍ以下になると、テラヘルツ波の制御も可能にな
る。これは誘電体粒子が微細になることによって格子へ
の同誘電体粒子の分散が均一化されるためである。Further, by making the dielectric particles have a fine particle diameter, it is possible to narrow the grid width of the dielectric grating, and it is possible to produce a dielectric grating having a high dielectric constant. became. For example, the grid width is 10
When it is 0 μm or less, the terahertz wave can be controlled. This is because the finer dielectric particles make uniform the dispersion of the dielectric particles in the lattice.
【００１２】誘電体粒子の作成に当っては、複数種類の
誘電体材料を複合化して形成する複合粒子をＴｉＯ２と
Ｓｉとにより構成することで良好な結果が得られる。す
なわち、５μｍ以下のＴｉＯ２粒子を核としてその外周
面に微細なＳｉ粒子を被覆またはＴｉＯ２粒子をＳｉ膜
でコートさせたり、ＴｉＯ２粒子とＳｉ粒子とを混合し
両者が混在した状態で一体化することで、粒径５μｍ以
下の複合化された誘電体粒子を作成でき、本発明の目的
に合った良好な結果が得られた。In producing the dielectric particles, good results can be obtained by composing composite particles formed by compositing plural kinds of dielectric materials with TiO 2 and Si. That is, TiO 2 particles of 5 μm or less are used as nuclei to coat fine Si particles on the outer peripheral surface thereof, or TiO 2 particles are coated with a Si film, or TiO 2 particles and Si particles are mixed to form an integrated body. By making it possible, composite dielectric particles having a particle diameter of 5 μm or less can be prepared, and good results meeting the object of the present invention were obtained.
【００１３】本発明に係る三次元周期構造体の作成方法
については、先の出願発明の方法と同様であり、樹脂組
成物および誘電体粒子の混合物を硬化させることにより
形成される複数の単位構成要素が三次元周期的に組み合
わされ、誘電体粒子が複数種類の誘電体材料の複合体か
らなることも同様である。The method of producing the three-dimensional periodic structure according to the present invention is the same as the method of the above-mentioned invention of the present application, and a plurality of unit constitutions formed by curing a mixture of a resin composition and dielectric particles. Similarly, the elements are three-dimensionally periodically combined, and the dielectric particles are composed of a composite of plural kinds of dielectric materials.
【００１４】また、本発明における樹脂組成物および誘
電体粒子の混合物の硬化方法についても制限はなく、通
常、光または熱によって硬化を行う。ここで、光とは、
赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線、α線、β
線、γ線等である。硬化方法としては、特に紫外線によ
る硬化が好ましく、実験では紫外線レーザーを用いて効
果的な結果が得られた。The method for curing the mixture of the resin composition and the dielectric particles in the present invention is also not limited, and usually curing is performed by light or heat. Here, light is
Infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, electron rays, α rays, β
Ray, γ ray, and the like. As a curing method, ultraviolet curing is particularly preferable, and an effective result was obtained by using an ultraviolet laser in the experiment.
【００１５】本発明に係る三次元周期構造体において
は、単位構成要素が樹脂組成物と複数種類の誘電体材料
の複合体との混合物を硬化させることにより形成される
ので、複合体を構成する誘電体材料として高い誘電率を
有する誘電体材料および樹脂組成物の硬化反応を妨げな
い誘電体材料を選択することができる。それにより、樹
脂組成物の硬化反応を損なうことなく高い誘電率を有す
る単位構成要素を形成することができる。In the three-dimensional periodic structure according to the present invention, the unit constituent element is formed by curing a mixture of a resin composition and a composite of a plurality of types of dielectric materials, and thus constitutes a composite. As the dielectric material, a dielectric material having a high dielectric constant and a dielectric material that does not interfere with the curing reaction of the resin composition can be selected. This makes it possible to form a unit constituent element having a high dielectric constant without impairing the curing reaction of the resin composition.
【００１６】そして、三次元周期構造体の誘電率を高め
ることにより、三次元周期構造体の周期を短くすること
が可能となり、三次元周期構造体により実現されるフォ
トニック結晶デバイスの小型化および軽量化が可能とな
る。By increasing the dielectric constant of the three-dimensional periodic structure, the period of the three-dimensional periodic structure can be shortened, and the photonic crystal device realized by the three-dimensional periodic structure can be miniaturized and Weight reduction is possible.
【００１７】ここで、電磁波の波長λは、ｋＣ／ｆで表
される。ｋは定数、Ｃは電磁波の伝播する速さ、ｆは電
磁波の周波数である。波長λの電磁波に対してフォトニ
ックバンドギャップ効果を発現する三次元周期構造体の
周期ｄはλ／２ｎに比例する。ｎは三次元周期構造体の
単位構成要素の材質の光学的屈折率である。この屈折率
ｎは材質の比誘電率εの平方根に比例するので、周期ｄ
はλ／２√εに比例する。このような関係から、三次元
周期構造体が有する固有の誘電率を選択するとともに周
期を調整することにより、特定の波長に対応したフォト
ニックバンドギャップ効果を得ることが可能となる。Here, the wavelength λ of the electromagnetic wave is represented by kC / f. k is a constant, C is the propagation speed of the electromagnetic wave, and f is the frequency of the electromagnetic wave. The period d of the three-dimensional periodic structure that exhibits the photonic bandgap effect for electromagnetic waves of wavelength λ is proportional to λ / 2n. n is the optical refractive index of the material of the unit component of the three-dimensional periodic structure. Since this refractive index n is proportional to the square root of the relative permittivity ε of the material, the period d
Is proportional to λ / 2√ε. From such a relationship, it is possible to obtain the photonic bandgap effect corresponding to a specific wavelength by selecting the specific dielectric constant of the three-dimensional periodic structure and adjusting the period.
【００１８】また、複合体を構成する誘電体材料の配分
比率または樹脂組成物および複合体の配分比率を調整す
ることにより、単位構成要素の誘電率を容易に調整する
ことができる。それにより、単位構成要素の屈折率を任
意に調整することができる。また、複数の単位構成要素
の周期を任意に設定し、複数の単位構成要素を組み合わ
せることができる。By adjusting the distribution ratio of the dielectric material constituting the composite or the distribution ratio of the resin composition and the composite, the dielectric constant of the unit constituent element can be easily adjusted. Thereby, the refractive index of the unit component can be adjusted arbitrarily. Further, it is possible to arbitrarily set the cycles of the plurality of unit constituent elements and combine the plurality of unit constituent elements.
【００１９】したがって、任意の波長に対応したフォト
ニックバンドギャップ効果を得ることが可能になり、任
意の波長を有する電磁波を完全に遮蔽することができ
る。その結果、電磁波の波長選択性および指向性が得ら
れ、かつ電磁波放射の高性能化およびエネルギー利用効
率の向上が可能となる。また、電磁波漏洩および電磁波
障害の防止が図られる。Therefore, it is possible to obtain the photonic bandgap effect corresponding to an arbitrary wavelength, and it is possible to completely shield an electromagnetic wave having an arbitrary wavelength. As a result, wavelength selectivity and directivity of electromagnetic waves can be obtained, and high performance of electromagnetic wave radiation and energy utilization efficiency can be improved. In addition, electromagnetic wave leakage and electromagnetic wave interference can be prevented.
【００２０】複数種類の誘電体材料は第１の誘電体材料
および第２の誘電体材料を含み第１の誘電体材料は第２
の誘電体材料よりも高い誘電率を有し、第２の誘電体材
料は第１の誘電体材料に比べて樹脂組成物の硬化を妨げ
ないことが好ましい。The plurality of types of dielectric materials include a first dielectric material and a second dielectric material, and the first dielectric material is the second dielectric material.
It is preferable that the second dielectric material has a higher dielectric constant than the first dielectric material and does not hinder the curing of the resin composition as compared with the first dielectric material.
【００２１】誘電体粒子は、第１の誘電体材料からなる
粒子の表面が第２の誘電体材料からなる複数の粒子で取
り囲まれてなる二次粒子であってもよい。この場合、第
１の誘電体材料として高い誘電率を有する材料を選択
し、第２の誘電体材料として樹脂組成物の硬化反応を妨
げない材料を選択することにより、樹脂組成物の硬化反
応を損なうことなく高い誘電体率の単位構成要素を形成
することができる。The dielectric particles may be secondary particles in which the surface of the particles made of the first dielectric material is surrounded by a plurality of particles made of the second dielectric material. In this case, by selecting a material having a high dielectric constant as the first dielectric material and a material that does not interfere with the curing reaction of the resin composition as the second dielectric material, the curing reaction of the resin composition can be performed. It is possible to form a unit component having a high dielectric constant without damaging it.
【００２２】誘電体粒子は、第１の誘電体材料からなる
粒子と第２の誘電体材料からなる粒子とが混合されて一
体化されてなる二次粒子であってもよい。この場合、第
１の誘電体材料として高い誘電率を有する材料を選択
し、第２の誘電体材料として樹脂組成物の硬化反応を妨
げない材料を選択することにより、樹脂組成物の硬化反
応を損なうことなく高い誘電率の単位構成要素を形成す
ることができる。The dielectric particles may be secondary particles in which particles made of the first dielectric material and particles made of the second dielectric material are mixed and integrated. In this case, by selecting a material having a high dielectric constant as the first dielectric material and a material that does not interfere with the curing reaction of the resin composition as the second dielectric material, the curing reaction of the resin composition can be performed. It is possible to form a high dielectric constant unit component without damaging it.
【００２３】誘電体粒子は、第２の誘電体材料の溶融凝
固体中に第１の誘電体材料からなる粒子が混入されてな
る二次粒子であってもよい。この場合、第１の誘電体材
料として高い誘電率を有する材料を選択し、第２の誘電
体材料として樹脂組成物の硬化反応を妨げない材料を選
択することにより、樹脂組成物の硬化反応を損なうこと
なく高い誘電率の単位構成要素を形成することができ
る。The dielectric particles may be secondary particles obtained by mixing particles made of the first dielectric material in a melted and solidified body of the second dielectric material. In this case, by selecting a material having a high dielectric constant as the first dielectric material and a material that does not interfere with the curing reaction of the resin composition as the second dielectric material, the curing reaction of the resin composition can be performed. It is possible to form a high dielectric constant unit component without damaging it.
【００２４】第１の誘電体材料は第１のセラミックスで
あり、第２の誘電体材料は第２のセラミックスであって
もよい。この場合、第１のセラミックスとして高い誘電
率を有するセラミックスを選択し、第２のセラミックス
として樹脂組成物の硬化反応を妨げないセラミックスを
選択することにより、樹脂組成物の硬化反応を損なうこ
となく高い誘電率の単位構成要素を容易かつ安価に形成
することができる。The first dielectric material may be the first ceramic and the second dielectric material may be the second ceramic. In this case, a ceramic having a high dielectric constant is selected as the first ceramic, and a ceramic that does not interfere with the curing reaction of the resin composition is selected as the second ceramic, so that the curing reaction of the resin composition is not impaired. The unit component of permittivity can be easily and inexpensively formed.
【００２５】第１の誘電体材料はセラミックスであり、
第２の誘電体材料はガラスまたはポリマであってもよ
い。この場合、ガラスまたはポリマは樹脂組成物の硬化
反応を妨げないので、セラミックスとして高い誘電率を
有する材料を選択することにより、樹脂組成物の硬化反
応を損なうことなく高い誘電率の単位構成要素を容易か
つ安価に形成することができる。The first dielectric material is ceramics,
The second dielectric material may be glass or polymer. In this case, the glass or polymer does not interfere with the curing reaction of the resin composition, so by selecting a material having a high dielectric constant as the ceramics, a unit component having a high dielectric constant can be formed without impairing the curing reaction of the resin composition. It can be formed easily and inexpensively.
【００２６】第２の誘電体材料はシリカまたは酸化シリ
コンであってもよい。シリカ成分は樹脂組成物の硬化反
応を妨げないので、第１の誘電体材料として高い誘電率
を有する材料を選択することにより、樹脂組成物の硬化
反応を損なうことなく高い誘電率の単位構成要素を容易
かつ安価に形成することができる。The second dielectric material may be silica or silicon oxide. Since the silica component does not interfere with the curing reaction of the resin composition, by selecting a material having a high dielectric constant as the first dielectric material, a unit component having a high dielectric constant without impairing the curing reaction of the resin composition. Can be formed easily and inexpensively.
【００２７】第１の誘電体材料は、酸化チタン、チタン
酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、
酸化鉛および酸化バリウムよりなる群から選択された１
または複数のセラミックスであってもよい。酸化チタ
ン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、酸化
タンタル、酸化鉛および酸化バリウムのうち２以上の化
合物の混合物または固溶体を用いてもよい。酸化チタ
ン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、酸化
タンタル、酸化鉛および酸化バリウムは高い誘電率を有
するので、第２の誘電体材料として樹脂組成物の硬化反
応を妨げない材料を選択することにより、樹脂組成物の
硬化反応を損なうことなく高い誘電率の単位構成要素を
容易かつ安価に形成することができる。The first dielectric material is titanium oxide, strontium titanate, barium titanate, tantalum oxide,
1 selected from the group consisting of lead oxide and barium oxide
Alternatively, a plurality of ceramics may be used. A mixture or solid solution of two or more compounds selected from titanium oxide, strontium titanate, barium titanate, tantalum oxide, lead oxide and barium oxide may be used. Since titanium oxide, strontium titanate, barium titanate, tantalum oxide, lead oxide and barium oxide have a high dielectric constant, by selecting a material that does not interfere with the curing reaction of the resin composition as the second dielectric material, A unit component having a high dielectric constant can be easily and inexpensively formed without impairing the curing reaction of the resin composition.
【００２８】誘電体粒子は、前記第１の誘電体粒子径が
１μｍ以下であってもよい。第１の誘電体粒子径が微細
になれば複合化される誘電体粒子も小さくなり、誘電体
格子への誘電体粒子の分散が均一になり誘導率が均一に
なり安定する。また、第１の誘電体粒子径が０．５μｍ
以下になると、さらに誘電体粒子も小さくなり、より分
散が均一になり誘導率が向上するので好ましい。The dielectric particles may have a diameter of the first dielectric particles of 1 μm or less. When the diameter of the first dielectric particles becomes fine, the size of the dielectric particles to be composited also becomes small, and the dispersion of the dielectric particles in the dielectric lattice becomes uniform, and the dielectric constant becomes uniform and stable. In addition, the first dielectric particle diameter is 0.5 μm
When the amount is below, the size of the dielectric particles is further reduced, the dispersion is more uniform, and the induction rate is improved, which is preferable.
【００２９】樹脂組成物は光硬化性樹脂組成物であって
もよい。この場合、光造形法により三次元周期構造体を
形成することができる。The resin composition may be a photocurable resin composition. In this case, the three-dimensional periodic structure can be formed by the stereolithography method.
【００３０】特に、三次元周期構造体が、少なくとも一
方向において他の部分と周期性が異なる部分を含んでも
よい。この場合、特定の波長を有する電磁波を遮蔽する
とともに、他の波長を有する電磁波を透過させることが
できる。それにより、導波路または共振器を構成するこ
とが可能となる。In particular, the three-dimensional periodic structure may include a portion having a periodicity different from other portions in at least one direction. In this case, electromagnetic waves having a specific wavelength can be shielded and electromagnetic waves having other wavelengths can be transmitted. Thereby, it becomes possible to configure a waveguide or a resonator.
【００３１】複数の単位構成要素が二次元的に配列され
て二次元基本構造体が形成され、複数の二次元基本構造
体が積層されてもよい。これにより、三次元周期構造体
が構成される。この場合、二次元基本構造体を構成する
複数の単位構成要素の配列周期および複数の二次元基本
構造体の積層周期を調整することにより、フォトニック
バンドギャップ効果を発現する電磁波の波長を容易に制
御することができる。A plurality of unit structural elements may be two-dimensionally arranged to form a two-dimensional basic structure, and a plurality of two-dimensional basic structures may be laminated. This constitutes a three-dimensional periodic structure. In this case, the wavelength of the electromagnetic wave that exhibits the photonic bandgap effect can be easily adjusted by adjusting the array period of the plurality of unit constituent elements forming the two-dimensional basic structure and the stacking period of the plurality of two-dimensional basic structures. Can be controlled.
【００３２】単位構成要素は棒状体であり、複数の棒状
体が第１の方向に平行に所定間隔で配列されてなる二次
元基本構造体と、複数の棒状体が第１の方向に交差する
第２の方向に平行に所定間隔で配列されてなる二次元基
本構造体とが交互に積層されてもよい。この場合、棒状
体からなる単位構成要素を三次元周期的に容易に組み合
わせることができる。The unit constituent element is a rod-shaped body, and a plurality of rod-shaped bodies intersect in the first direction with a two-dimensional basic structure in which a plurality of rod-shaped bodies are arranged in parallel in the first direction at predetermined intervals. Two-dimensional basic structures that are arranged in parallel at a predetermined interval in the second direction may be alternately laminated. In this case, the unit constituent elements composed of rod-shaped bodies can be easily combined in a three-dimensional periodic manner.
【００３３】三次元周期構造体が０．０１〜１０ｍｍの
周期を有してもよい。この場合、通信に使用される電磁
波に対してフォトニックバンドギャップ効果を得ること
ができる。したがって、三次元周期構造体を通信に使用
される電磁波を制御するデバイスに応用することができ
る。The three-dimensional periodic structure may have a period of 0.01 to 10 mm. In this case, the photonic bandgap effect can be obtained for the electromagnetic waves used for communication. Therefore, the three-dimensional periodic structure can be applied to a device that controls electromagnetic waves used for communication.
【００３４】特に、三次元周期構造の周期が１〜３ｍｍ
に設定された場合、ミリ波領域からマイクロ波領域の電
磁波を制御するデバイスへの応用が可能となる。さら
に、２ｍｍ以下に設定された場合には、より高い誘電率
が得られ、より幅広い周波数帯の電磁波反射できるな
ど、応用範囲が広がるので好ましい。Particularly, the period of the three-dimensional periodic structure is 1 to 3 mm.
When set to, the device can be applied to a device for controlling electromagnetic waves in the millimeter wave region to the microwave region. Furthermore, when it is set to 2 mm or less, a higher dielectric constant is obtained, and electromagnetic waves in a wider frequency band can be reflected, so that the application range is widened, which is preferable.
【００３５】本発明に係る三次元周期構造体の製造方法
は、複数種類の誘電体材料の複合体からなる粒径５μｍ
以下の誘電体粒子を形成し、光造形法により、樹脂組成
物および誘電体粒子の混合物を硬化させることにより複
数の単位構成要素を周期的に配列してなる二次元基本構
造体を形成し、複数の二次元基本構造体を積み重ねるこ
とにより直径１ｍｍ以下の三次元周期構造体を製造可能
にするものである。これによって、マイクロ波からテラ
ヘルツ波まで広範囲の周波数の電磁波を制御することも
可能になり、任意の波長に対応したフォトニックバンド
ギャップ効果を得ることができる。The method of manufacturing a three-dimensional periodic structure according to the present invention is made of a composite of a plurality of types of dielectric materials and has a particle size of 5 μm.
The following dielectric particles are formed, and by a stereolithography method, a two-dimensional basic structure is formed by periodically arranging a plurality of unit constituent elements by curing a mixture of a resin composition and dielectric particles, By stacking a plurality of two-dimensional basic structures, a three-dimensional periodic structure having a diameter of 1 mm or less can be manufactured. As a result, it is possible to control electromagnetic waves having a wide range of frequencies from microwaves to terahertz waves, and it is possible to obtain a photonic bandgap effect corresponding to an arbitrary wavelength.
【００３６】本発明に係る三次元周期構造体の製造方法
においては、単位構成要素が樹脂組成物と複数種類の誘
電体材料の複合体との混合物を硬化させることにより形
成されるので、複合体を構成する誘電体材料として誘電
率の高い誘電体材料および樹脂組成物の硬化反応を妨げ
ない誘電体材料を選択することができる。それにより、
樹脂組成物の硬化反応を損なうことなく高い誘電率の単
位構成要素を形成することができる。In the method for producing a three-dimensional periodic structure according to the present invention, the unit component is formed by curing a mixture of a resin composition and a composite of a plurality of types of dielectric materials. A dielectric material having a high dielectric constant and a dielectric material that does not interfere with the curing reaction of the resin composition can be selected as the dielectric material constituting the. Thereby,
A unit component having a high dielectric constant can be formed without impairing the curing reaction of the resin composition.
【００３７】このように、三次元周期構造体の誘電率を
高めることにより、三次元周期構造体の周期を短くする
ことが可能となる。それにより、三次元周期構造体によ
り実現されるフォトニック結晶デバイスの小型化および
軽量化が可能となる。By thus increasing the dielectric constant of the three-dimensional periodic structure, it becomes possible to shorten the period of the three-dimensional periodic structure. As a result, it is possible to reduce the size and weight of the photonic crystal device realized by the three-dimensional periodic structure.
【００３８】また、単位構成要素が複数種類の誘電体材
料の複合体と樹脂組成物との混合物を硬化させることに
より形成されるので、複合体を構成する誘電体材料の配
分比率または樹脂組成物および複合体の配分比率を調整
することにより、単位構成要素の誘電率を容易に調整す
ることができる。それにより、単位構成要素の屈折率を
任意に調整することができる。Further, since the unit constituent element is formed by curing a mixture of a composite of a plurality of types of dielectric materials and a resin composition, the distribution ratio of the dielectric materials constituting the composite or the resin composition. Also, by adjusting the distribution ratio of the composite, the dielectric constant of the unit component can be easily adjusted. Thereby, the refractive index of the unit component can be adjusted arbitrarily.
【００３９】また、複数の単位構成要素を周期的に配列
してなる二次元基本構造体を形成し、複数の二次元基本
構造体を積み重ねることにより三次元周期構造体を製造
するので、二次元基本構造体を構成する複数の単位構成
要素の配列周期および複数の二次元基本構造体の積層周
期を調整することにより、三次元周期を任意に設定する
ことができる。Further, since a three-dimensional periodic structure is manufactured by forming a two-dimensional basic structure in which a plurality of unit constituent elements are periodically arranged and stacking a plurality of two-dimensional basic structures, the two-dimensional basic structure is manufactured. The three-dimensional period can be arbitrarily set by adjusting the arrangement period of the plurality of unit constituent elements forming the basic structure and the stacking period of the plurality of two-dimensional basic structures.
【００４０】[0040]
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例における
三次元周期構造体の形成に用いるセラミックス二次粒子
の第１の例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first example of ceramic secondary particles used for forming a three-dimensional periodic structure in one embodiment of the present invention.
【００４１】図１において、第１のセラミックスからな
る粒子２０１の外周面を第２のセラミックスからなる複
数の粒子２０２で被覆することにより、セラミックス二
次粒子２００が構成される。第１のセラミックスはＴｉ
Ｏ２、第２のセラミックスはＳｉからなる。また、第１
のセラミックスとして、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、Ｂａ
ＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、並びに、これらとＰｂＯおよび
ＢａＯのうち２以上の化合物の固溶体または混合物を用
いてもよい。また、第２のセラミックスとしてＳｉＯ２
を用いてもよい。このセラミックス二次粒子２００の形
成については、気相反応法、アトマイズ法、湿式法など
の公知の方法が応用できる。In FIG. 1, a secondary ceramic particle 200 is formed by covering the outer peripheral surface of a particle 201 made of a first ceramic with a plurality of particles 202 made of a second ceramic. The first ceramic is Ti
O 2 and the second ceramic are made of Si. Also, the first
Ceramics of TiO 2 , SrTiO 3 , Ba
TiO 3, Ta 2 O 5, and may be used a solid solution or a mixture thereof and PbO and 2 or more compounds of BaO. In addition, as the second ceramic, SiO 2
May be used. Known methods such as a gas phase reaction method, an atomizing method, and a wet method can be applied to the formation of the ceramic secondary particles 200.
【００４２】図２は本発明の一実施例における三次元周
期構造体の形成に用いるセラミックス二次粒子の第２の
例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing a second example of the ceramic secondary particles used for forming the three-dimensional periodic structure in one embodiment of the present invention.
【００４３】図２において、第１のセラミックスからな
る粒子２１１と第２のセラミックスからなる粒子２１２
とを混合して焼結することにより、セラミックス二次粒
子２１０が構成される。第１のセラミックスはＴｉ
Ｏ２、第２のセラミックスはＳｉからなる。また、第１
のセラミックスとして、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、Ｂａ
ＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、並びに、これらとＰｂＯおよび
ＢａＯのうち２以上の化合物の固溶体または混合物を用
いてもよい。また、第２のセラミックスとしてＳｉＯ２
を用いてもよい。このセラミックス二次粒子２１０は、
アトマイズ法等により形成することができる。In FIG. 2, particles 211 made of the first ceramics and particles 212 made of the second ceramics.
The secondary ceramic particles 210 are formed by mixing and sintering. The first ceramic is Ti
O 2 and the second ceramic are made of Si. Also, the first
Ceramics of TiO 2 , SrTiO 3 , Ba
TiO 3, Ta 2 O 5, and may be used a solid solution or a mixture thereof and PbO and 2 or more compounds of BaO. In addition, as the second ceramic, SiO 2
May be used. The ceramic secondary particles 210 are
It can be formed by an atomizing method or the like.
【００４４】図３は本発明の一実施例における三次元周
期構造体の形成に用いるセラミックス二次粒子の第３の
例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a third example of the ceramic secondary particles used for forming the three-dimensional periodic structure in one embodiment of the present invention.
【００４５】図３において、第２のセラミックスの溶融
凝固体２２２中に第１のセラミックスからなる粒子２２
１を混入させることにより、セラミックス二次粒子２２
０が構成される。第１のセラミックスはＴｉＯ２、第２
のセラミックスはＳｉＯ２からなる。第１のセラミック
スとして、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、Ｔ
ａ２Ｏ５、並びに、これらとＰｂＯおよびＢａＯのうち
２以上の化合物の固溶体または混合物を用いてもよい。
また、第２のセラミックスとしてＳｉＯ２を用いてもよ
い。このセラミックス二次粒子２２０は、溶融凝固法に
より形成することができる。In FIG. 3, the particles 22 made of the first ceramic are contained in the molten solidified body 222 of the second ceramic.
By mixing 1 with the ceramic secondary particles 22
0 is configured. The first ceramic is TiO 2 , the second is
The ceramics of are made of SiO 2 . As the first ceramics, TiO 2 , SrTiO 3 , BaTiO 3 , T
a 2 O 5, and may be used a solid solution or a mixture thereof and PbO and 2 or more compounds of BaO.
Moreover, you may use SiO2 as 2nd ceramics. The ceramic secondary particles 220 can be formed by a melt solidification method.
【００４６】ここで、ＳｉおよびＳｉＯ２等の第２のセ
ラミックスは比較的低い誘電率を有するが、樹脂の硬化
反応を妨げない。一方、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、Ｂａ
ＴｉＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＰｂＯ、またはＢａＯ等の第１
のセラミックスは高い誘電率を有する。したがって、第
１のセラミックスに対し第２のセラミックスを複合化し
てセラミックス二次粒子を構成した場合には、樹脂の硬
化反応を損なうことなく高い誘電率を有する混合物を得
ることができる。Here, the second ceramics such as Si and SiO 2 have a relatively low dielectric constant, but do not interfere with the curing reaction of the resin. On the other hand, TiO 2 , SrTiO 3 , Ba
First such as TiO 3 , Ta 2 O 5 , PbO, or BaO
Ceramics have a high dielectric constant. Therefore, when the second ceramics are compounded with the first ceramics to form the ceramic secondary particles, a mixture having a high dielectric constant can be obtained without impairing the curing reaction of the resin.
【００４７】図１の例において、第１のセラミックスか
らなる粒子２０１として誘電率が約１２５で比重が約４
のＴｉＯ２粒子を用い、第２のセラミックスからなる粒
子２０２として誘電率が約３．９で比重が約２．３のＳ
ｉ粒子を用いることにより、粒径が５μｍ程度のセラミ
ックス二次粒子２００を形成した。In the example of FIG. 1, the particles 201 made of the first ceramics have a dielectric constant of about 125 and a specific gravity of about 4.
TiO 2 particles of S and having a dielectric constant of about 3.9 and a specific gravity of about 2.3 as the particles 202 made of the second ceramics.
By using i particles, secondary ceramic particles 200 having a particle size of about 5 μm were formed.
【００４８】図４はこのようにして形成されたセラミッ
クス二次粒子２００の顕微鏡写真を示す。図４（ａ）は
気相反応法により形成されたもので、透過型電子顕微鏡
による１０万倍の写真である。本写真では、ＴｉＯ２粒
子がＳｉによって完全に被覆されて二次粒子を形成して
いるのが分かる。このセラミックス二次粒子２００の誘
電率は約５２となり、比重は約３となる。このときのＴ
ｉＯ２粒子の体積分率は約４０体積％であり、Ｓｉ粒子
の体積分率は約６０体積％である。このようにＴｉＯ２
粒子およびＳｉ粒子を複合化してセラミックス二次粒子
を形成した場合、Ｓｉ粒子を単独で用いる場合に比べて
高い誘電率を得ることができる。なお、この誘電率等の
値はＳｉＯ２を用いた場合にも略同じ結果が得られてい
る。FIG. 4 shows a micrograph of the secondary ceramic particles 200 thus formed. FIG. 4 (a) is formed by the gas phase reaction method and is a 100,000 times photograph taken by a transmission electron microscope. In this photograph, it can be seen that the TiO 2 particles are completely covered with Si to form secondary particles. This ceramic secondary particle 200 has a dielectric constant of about 52 and a specific gravity of about 3. T at this time
The volume fraction of iO 2 particles is about 40% by volume, and the volume fraction of Si particles is about 60% by volume. In this way TiO 2
When the ceramic secondary particles are formed by compounding the particles and the Si particles, a higher dielectric constant can be obtained than when the Si particles are used alone. The values of the dielectric constant and the like are almost the same when SiO 2 is used.
【００４９】また、図４（ｂ）は湿式合成法により形成
されたセラミックス二次粒子で、透過型電子顕微鏡によ
る１６万倍の写真である。本写真では、ＴｉＯ２粒子が
Ｓｉ膜層によって取り込まれる形で形成されているのが
分かる。FIG. 4B shows a secondary ceramic particle formed by the wet synthesis method, which is a photograph of a transmission electron microscope at a magnification of 160,000 times. In this photograph, it can be seen that the TiO 2 particles are formed so as to be taken in by the Si film layer.
【００５０】このようにして形成されたセラミックス二
次粒子を樹脂組成物中に均一に分散させた混合物により
以下に示す方法で三次元周期構造体を製造することがで
きる。A three-dimensional periodic structure can be manufactured by the following method using a mixture in which the secondary ceramic particles thus formed are uniformly dispersed in a resin composition.
【００５１】図５は本発明の一実施例における三次元周
期構造体の平面図、図６は図５の三次元周期構造体の正
面図、図７は図５の三次元周期構造体の側面図である。
図５〜図７の三次元周期構造体は、立方格子構造を有す
る。FIG. 5 is a plan view of the three-dimensional periodic structure in one embodiment of the present invention, FIG. 6 is a front view of the three-dimensional periodic structure of FIG. 5, and FIG. 7 is a side view of the three-dimensional periodic structure of FIG. It is a figure.
The three-dimensional periodic structure shown in FIGS. 5 to 7 has a cubic lattice structure.
【００５２】四角形の断面形状を有する複数の棒状体１
１が周期ｄで平行にかつ等間隔で配置される。それによ
り、第１層目の二次元基本構造体２１が形成される。第
１層目の二次元基本構造体２１上に、複数の棒状体１１
が周期ｄで平行にかつ等間隔で配置される。それによ
り、第２層目の二次元基本構造体２２が形成される。第
２層目の二次元基本構造体２２の棒状体１１は、第１層
目の二次元基本構造体２１の棒状体１１と直角に交わる
ように配置される。A plurality of rod-shaped bodies 1 having a rectangular cross-sectional shape
1s are arranged in parallel with a period d and at equal intervals. Thereby, the two-dimensional basic structure 21 of the first layer is formed. A plurality of rod-shaped bodies 11 are provided on the two-dimensional basic structure 21 of the first layer.
Are arranged in parallel with a period d and at equal intervals. As a result, the second layer two-dimensional basic structure 22 is formed. The rod-shaped body 11 of the second-layer two-dimensional basic structure 22 is arranged so as to intersect the rod-shaped body 11 of the first-layer two-dimensional basic structure 21 at a right angle.
【００５３】第２層目の二次元基本構造体２２上に、複
数の棒状体１１が周期ｄで平行にかつ等間隔で配置され
る。それにより、第３層目の二次元基本構造体２３が形
成される。第３層目の二次元基本構造体２３の棒状体１
１は、第２層目の二次元基本構造体２２の棒状体１１と
直角に交わり、かつ第１層目の二次元基本構造体２１の
棒状体１１に対して２分の１周期（ｄ／２）ずれた位置
に配置される。On the two-dimensional basic structure 22 of the second layer, a plurality of rod-shaped bodies 11 are arranged in parallel at regular intervals d and at equal intervals. Thereby, the two-dimensional basic structure 23 of the third layer is formed. The rod-shaped body 1 of the two-dimensional basic structure 23 of the third layer
1 intersects the rod-shaped body 11 of the second-layer two-dimensional basic structure 22 at a right angle, and is 1/2 period (d / d) with respect to the rod-shaped body 11 of the first-layer two-dimensional basic structure 21. 2) It is placed at a shifted position.
【００５４】第３層目の二次元基本構造体２３上に、複
数の棒状体１１が周期ｄで平行にかつ等間隔で配置され
る。それにより、第４層目の二次元基本構造体２４が形
成される。第４層目の二次元基本構造体２４の棒状体１
１は、第３層目の二次元基本構造体２３の棒状体１１と
直角に交わり、かつ第２層目の二次元基本構造体２２の
棒状体１１に対して２分の１周期（ｄ／２）ずれた位置
に配置される。On the two-dimensional basic structure 23 of the third layer, a plurality of rod-shaped bodies 11 are arranged in parallel at regular intervals d and at equal intervals. Thereby, the two-dimensional basic structure 24 of the fourth layer is formed. The rod-shaped body 1 of the two-dimensional basic structure 24 of the fourth layer
1 intersects the rod-shaped body 11 of the two-dimensional basic structure 23 of the third layer at a right angle, and has a half cycle (d / d) with respect to the rod-shaped body 11 of the two-dimensional basic structure 22 of the second layer. 2) It is placed at a shifted position.
【００５５】第１層目の二次元基本構造体２１を構成す
る棒状体１１の本数は、第３層目の二次元基本構造体２
３を構成する棒状体１１の本数よりも１本少なく、第４
層目の二次元基本構造体２４を構成する棒状体１１の本
数は、第２層目の二次元基本構造体２２を構成する棒状
体１１の本数よりも１本少ない。The number of rod-shaped bodies 11 constituting the first-layer two-dimensional basic structure 21 is equal to that of the third-layer two-dimensional basic structure 2.
1 is less than the number of rod-shaped bodies 11 forming 3
The number of rod-shaped bodies 11 forming the two-dimensional basic structure 24 of the layer is one less than the number of rod-shaped bodies 11 forming the two-dimensional basic structure 22 of the second layer.
【００５６】以下同様にして、第１層目の二次元基本構
造体２１、第２層目の二次元基本構造体２２、第３層目
の二次元基本構造体２３および第４層目の二次元基本構
造体２４が所定の回数繰り返し順次積層される。In the same manner, the two-dimensional basic structure 21 of the first layer, the two-dimensional basic structure 22 of the second layer, the two-dimensional basic structure 23 of the third layer and the two-dimensional basic structure of the fourth layer. The dimensional basic structures 24 are repeatedly stacked a predetermined number of times.
【００５７】各棒状体１１は、樹脂組成物中に図１〜図
３に示したセラミックス二次粒子を均一に分散させた混
合物を硬化させることにより形成される。樹脂として
は、例えばエポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂等の種
々の合成樹脂を用いることができる。Each rod-shaped body 11 is formed by curing a mixture in which the secondary ceramic particles shown in FIGS. 1 to 3 are uniformly dispersed in the resin composition. As the resin, various synthetic resins such as epoxy resin and acrylate resin can be used.
【００５８】図８は図５〜図７の三次元周期構造体を構
成する二次元基本構造体の１つの棒状体の端部の一部切
欠き平面図である。FIG. 8 is a partially cutaway plan view of an end of one rod-shaped body of the two-dimensional basic structure which constitutes the three-dimensional periodic structure of FIGS.
【００５９】図８に示すように、棒状体１１を構成する
樹脂３００中にセラミックス二次粒子２００が均一に分
散していることが分かる。As shown in FIG. 8, it can be seen that the ceramic secondary particles 200 are uniformly dispersed in the resin 300 constituting the rod-shaped body 11.
【００６０】ここで、棒状体１１の誘電率をε１とす
る。隣り合う棒状体１１間には空間２０が存在する。空
間２０の誘電率をε２とする。これにより、誘電率ε１
の棒状体１１と誘電率ε２の空間２０とが三次元的かつ
連続的に配置された格子状の周期的な繰り返し構造が得
られる。Here, the dielectric constant of the rod-shaped body 11 is ε1. A space 20 exists between the adjacent rod-shaped bodies 11. The permittivity of the space 20 is ε2. As a result, the dielectric constant ε1
A lattice-like periodic repeating structure in which the rod-shaped body 11 and the space 20 having a dielectric constant ε2 are arranged three-dimensionally and continuously is obtained.
【００６１】ＴｉＯ２からなる粒子２０１の表面をＳｉ
からなる粒子２０２で被覆することにより図１のセラミ
ックス二次粒子２００を形成し、セラミックス二次粒子
２００をエポキシ樹脂組成物中に均一に分散させた混合
物を用いて二次元基本構造体２１，２２，２３，２４を
作製した場合、それらの二次元基本構造体２１，２２，
２３，２４の誘電率は約１１程度となる。このように、
高誘電率のフォトニック結晶を構成する三次元周期構造
体を作製することができる。The surface of the particle 201 made of TiO 2 is
1 is formed by coating the ceramic secondary particles 200 shown in FIG. 1 with the particles 202 made of, and the two-dimensional basic structure 21, 22 is formed by using a mixture in which the ceramic secondary particles 200 are uniformly dispersed in the epoxy resin composition. , 23, 24 are manufactured, their two-dimensional basic structures 21, 22,
The dielectric constants of 23 and 24 are about 11. in this way,
It is possible to fabricate a three-dimensional periodic structure that constitutes a photonic crystal having a high dielectric constant.
【００６２】このように、三次元周期構造体の誘電率を
高めることにより、三次元周期構造体の周期を短くする
ことが可能となる。それにより、三次元周期構造体によ
り実現されるフォトニック結晶デバイスの小型化および
軽量化が可能となる。As described above, by increasing the dielectric constant of the three-dimensional periodic structure, the period of the three-dimensional periodic structure can be shortened. As a result, it is possible to reduce the size and weight of the photonic crystal device realized by the three-dimensional periodic structure.
【００６３】各棒状体１１の寸法は任意に設定すること
ができ、本実施例では、例えば１ｍｍ×１ｍｍ×５０ｍ
ｍとする。また、周期ｄは任意に設定することができ、
本実施例では、周期ｄを０．１ｍｍ〜３０ｍｍに設定す
る。一例として、周期ｄを２ｍｍとする。The dimension of each rod 11 can be set arbitrarily, and in this embodiment, for example, 1 mm × 1 mm × 50 m.
m. Further, the cycle d can be set arbitrarily,
In this embodiment, the cycle d is set to 0.1 mm to 30 mm. As an example, the period d is 2 mm.
【００６４】なお、本実施例では、四角形の断面形状を
有する棒状体１１を用いているが、棒状体１１の断面形
状は円形等の他の形状であってもよい。また、本実施例
では、三次元周期構造として立方格子構造を用いている
が、立方格子構造に限らず三次元周期性を有する他の結
晶構造を用いてもよい。In this embodiment, the rod-shaped body 11 having a quadrangular cross-sectional shape is used, but the rod-shaped body 11 may have a circular or other cross-sectional shape. In addition, although the cubic lattice structure is used as the three-dimensional periodic structure in the present embodiment, the present invention is not limited to the cubic lattice structure, and another crystal structure having three-dimensional periodicity may be used.
【００６５】本実施例の三次元周期構造体１において
は、セラミックス二次粒子を構成する第１のセラミック
スからなる粒子および第２のセラミックスからなる粒子
の配分比率または樹脂組成物およびセラミックス二次粒
子の配分比率を調整することにより、棒状体１１の誘電
率を容易に調整することができる。それにより、棒状体
１１の屈折率を任意に調整することができる。また、棒
状体１１の間隔を任意に設定することにより、周期ｄを
任意に設定することができる。したがって、任意の波長
に対応したフォトニックバンドギャップ効果を得ること
が可能になり、特定の波長を有する電磁波を完全に遮蔽
することができる。In the three-dimensional periodic structure 1 of this example, the distribution ratio of the particles made of the first ceramics and the particles made of the second ceramics or the resin composition and the secondary particles of the ceramics which compose the ceramics secondary particles. The permittivity of the rod-shaped body 11 can be easily adjusted by adjusting the distribution ratio of. Thereby, the refractive index of the rod-shaped body 11 can be arbitrarily adjusted. In addition, the cycle d can be arbitrarily set by arbitrarily setting the interval between the rod-shaped bodies 11. Therefore, it is possible to obtain the photonic bandgap effect corresponding to an arbitrary wavelength, and it is possible to completely shield an electromagnetic wave having a specific wavelength.
【００６６】特に、周期ｄを１ｍｍから３ｍｍに設定し
た場合、周波数２ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの帯域の電磁波を
制御することが可能となる。また、周期ｄを１ｍｍ以下
にすると、さらに高い領域の電磁波を制御することが可
能である。Particularly, when the period d is set to 1 mm to 3 mm, it becomes possible to control the electromagnetic wave in the frequency band of 2 GHz to 80 GHz. Further, if the period d is set to 1 mm or less, it is possible to control electromagnetic waves in a higher region.
【００６７】また、棒状体１１が樹脂組成物およびセラ
ミックス二次粒子の混合物を硬化させることにより形成
されるので、加工および成形が容易であり、製造コスト
が安くなる。Further, since the rod-shaped body 11 is formed by curing the mixture of the resin composition and the ceramic secondary particles, the processing and molding are easy and the manufacturing cost is low.
【００６８】図９は図５〜図７の三次元周期構造体の製
造方法の一例を示す模式的断面図、図１０は図５〜図７
の三次元周期構造体の製造方法の一例を示す模式的斜視
図である。以下、図９および図１０を参照しながら図５
〜図７の三次元周期構造体の製造方法の一例について説
明する。ここでは、液状の光硬化性樹脂組成物の感光反
応を利用した光造形法を用いる。FIG. 9 is a schematic sectional view showing an example of a method for manufacturing the three-dimensional periodic structure shown in FIGS. 5 to 7, and FIG. 10 is shown in FIGS.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of a method for manufacturing the three-dimensional periodic structure of FIG. Hereinafter, referring to FIG. 9 and FIG.
-An example of the manufacturing method of the three-dimensional periodic structure of Drawing 7 is explained. Here, a stereolithography method utilizing a photoreaction of a liquid photocurable resin composition is used.
【００６９】図９および図１０において、矢印Ｘおよび
矢印Ｙは平面内で互いに直交する２方向を示し、矢印Ｚ
は鉛直方向を示す。9 and 10, the arrow X and the arrow Y indicate two directions orthogonal to each other in the plane, and the arrow Z
Indicates the vertical direction.
【００７０】光硬化性樹脂としてはエポキシ系光硬化性
樹脂、アクリレート系光硬化性樹脂等を用いる。この光
硬化性樹脂中に図１〜図３に示したセラミックス二次粒
子を混合し分散させる。As the photocurable resin, an epoxy photocurable resin, an acrylate photocurable resin or the like is used. Ceramic secondary particles shown in FIGS. 1 to 3 are mixed and dispersed in this photocurable resin.
【００７１】まず、図９（ａ）および図１０（ａ）に示
すように、テーブル５０上に所定の厚み分の液状の光硬
化性樹脂組成物が膜状に供給されるように、テーブル５
０を光硬化性樹脂組成物１０に浸漬させる。この状態
で、紫外線レーザ光３０を矢印Ｘの方向に走査させる。
それにより、紫外線レーザ光３０の被照射部分の光硬化
性樹脂組成物が硬化し、棒状体１１が形成される。紫外
線レーザ光３０を矢印Ｘの方向と平行に繰り返し走査さ
せることにより、矢印Ｘの方向に平行な複数の棒状体１
１を所定間隔で形成する。これにより、テーブル５０上
に第１層目の二次元基本構造体が形成される。First, as shown in FIGS. 9 (a) and 10 (a), the table 5 is provided so that a liquid photocurable resin composition having a predetermined thickness is supplied in a film form on the table 50.
0 is immersed in the photocurable resin composition 10. In this state, the ultraviolet laser light 30 is scanned in the direction of arrow X.
As a result, the photocurable resin composition in the portion irradiated with the ultraviolet laser light 30 is cured, and the rod-shaped body 11 is formed. By repeatedly scanning the ultraviolet laser light 30 parallel to the direction of arrow X, a plurality of rod-shaped bodies 1 parallel to the direction of arrow X are obtained.
1 are formed at predetermined intervals. As a result, the first-layer two-dimensional basic structure is formed on the table 50.
【００７２】次に、図９（ｂ）および図１０（ｂ）に示
すように、テーブル５０を所定の厚み分矢印Ｚの方向に
下降させる。それにより、テーブル５０上に形成された
第１層目の二次元基本構造体上に所定の厚み分の液状の
光硬化性樹脂組成物が供給される。この状態で、紫外線
レーザ光３０を矢印Ｙの方向に走査させる。それによ
り、紫外線レーザ光３０の被照射部分の光硬化性樹脂組
成物が硬化し、棒状体１１が形成される。紫外線レーザ
光３０を矢印Ｙの方向と平行に繰り返し走査させること
により、矢印Ｙと平行な複数の棒状体１１が形成され
る。それにより、第１層目の二次元基本周期構造体上に
第２層目の二次元基本構造体が形成される。Next, as shown in FIGS. 9B and 10B, the table 50 is lowered by a predetermined thickness in the direction of arrow Z. As a result, the liquid photocurable resin composition having a predetermined thickness is supplied onto the first-layer two-dimensional basic structure formed on the table 50. In this state, the ultraviolet laser light 30 is scanned in the direction of arrow Y. As a result, the photocurable resin composition in the portion irradiated with the ultraviolet laser light 30 is cured, and the rod-shaped body 11 is formed. By repeatedly scanning the ultraviolet laser light 30 parallel to the direction of the arrow Y, a plurality of rod-shaped bodies 11 parallel to the arrow Y are formed. As a result, the second-layer two-dimensional basic structure is formed on the first-layer two-dimensional basic periodic structure.
【００７３】同様にして、テーブル５０を矢印Ｚの方向
に下降させ、紫外線レーザ光３０を矢印Ｘの方向に平行
に繰り返し走査させることにより、第３層目の二次元基
本構造体を形成し、さらにテーブル５０を矢印Ｚの方向
に下降させ、紫外線レーザ光３０を矢印Ｙの方向に平行
に繰り返し走査させることにより、第４層目の二次元基
本構造体を形成する。Similarly, the table 50 is lowered in the direction of arrow Z and the ultraviolet laser beam 30 is repeatedly scanned in parallel to the direction of arrow X to form a two-dimensional basic structure of the third layer, Further, the table 50 is lowered in the direction of the arrow Z, and the ultraviolet laser light 30 is repeatedly scanned in parallel to the direction of the arrow Y, thereby forming the fourth-layer two-dimensional basic structure.
【００７４】以下同様にして、第１層目、第２層目、第
３層目および第４層目の二次元基本構造体を所定の回数
繰り返し順次積層する。In the same manner, the two-dimensional basic structures of the first layer, the second layer, the third layer and the fourth layer are sequentially laminated a predetermined number of times.
【００７５】このような光造形法を用いると、０．０１
〜３０ｍｍの周期ｄを有する三次元周期構造体１を容易
に作製することができる。When such a stereolithography method is used, 0.01
The three-dimensional periodic structure 1 having a period d of ˜30 mm can be easily manufactured.
【００７６】なお、樹脂組成物中に高い誘電率を有する
セラミックス粒子を単独で分散させて混合した場合、セ
ラミックス粒子の比重、大きさ、樹脂組成物中のセラミ
ックス粒子の分量、樹脂組成物の光硬化反応におけるセ
ラミックス粒子の光透過特性および反射特性等の種々の
条件に起因して、樹脂組成物の光硬化反応を良好に維持
することが困難になる場合が生じる。When ceramic particles having a high dielectric constant are separately dispersed in a resin composition and mixed, the specific gravity and size of the ceramic particles, the amount of the ceramic particles in the resin composition, and the light of the resin composition. Due to various conditions such as light transmission characteristics and reflection characteristics of the ceramic particles in the curing reaction, it may be difficult to maintain a good photocuring reaction of the resin composition.
【００７７】これに対して、図１〜図３に示したセラミ
ックス二次粒子２００，２１０，２２０を樹脂組成物中
に分散させて混合した場合には、第２のセラミックスか
らなる粒子２０２，２１２または第２のセラミックスの
溶融凝固体２２２の働きにより樹脂組成物の硬化反応を
損なうことなく三次元周期構造体を形成することが可能
となる。On the other hand, when the ceramic secondary particles 200, 210, 220 shown in FIGS. 1 to 3 are dispersed and mixed in the resin composition, the particles 202, 212 made of the second ceramics. Alternatively, it becomes possible to form the three-dimensional periodic structure without impairing the curing reaction of the resin composition by the action of the melted and solidified body 222 of the second ceramics.
【００７８】図１〜図３の例では、二次粒子を構成する
誘電体材料としてセラミックスを用いているが、セラミ
ックスに限らず他の誘電体材料を用いてもよい。この場
合、第２の誘電体材料としては、光透過特性が良好であ
り、光硬化性樹脂組成物の光硬化反応性を妨げず、光硬
化性樹脂組成物の混合物として流動性に優れた材料を選
択することが好ましい。例えば、第２の誘電体材料とし
てガラスを用いることができ、あるいはラテックス、ア
クリル等のポリマを用いることができる。この場合、図
１の第２のセラミックスからなる粒子２０２、図２のセ
ラミックスからなる粒子２１２、及び図３の溶融凝固体
２２２の代わりにガラス、ポリマ等を用いる。Although ceramics are used as the dielectric material forming the secondary particles in the examples of FIGS. 1 to 3, the dielectric material is not limited to ceramics, and other dielectric materials may be used. In this case, the second dielectric material has a good light transmission property, does not interfere with the photocuring reactivity of the photocurable resin composition, and has excellent fluidity as a mixture of the photocurable resin composition. Is preferably selected. For example, glass can be used as the second dielectric material, or a polymer such as latex or acrylic can be used. In this case, glass, polymer, or the like is used instead of the particles 202 made of the second ceramics in FIG. 1, the particles 212 made of the ceramics in FIG. 2, and the melt-solidified body 222 in FIG.
【００７９】図１１は本発明の他の実施例における三次
元周期構造体の正面図である。図１１の三次元周期構造
体１においては、一部分に格子欠陥６０が設けられてい
る。この格子欠陥６０の部分では、周期性が他の部分の
周期性と異なる。そのため、格子欠陥６０を除く部分で
特定の波長を有する電磁波に対するフォトニックバンド
ギャップ効果が得られ、格子欠陥６０の部分では、特定
の波長を有する電磁波に対するフォトニックバンドギャ
ップ効果が得られない。FIG. 11 is a front view of a three-dimensional periodic structure according to another embodiment of the present invention. In the three-dimensional periodic structure 1 of FIG. 11, a lattice defect 60 is provided in a part. The periodicity of the portion of the lattice defect 60 is different from that of the other portions. Therefore, a photonic bandgap effect for an electromagnetic wave having a specific wavelength can be obtained in the portion excluding the lattice defect 60, and a photonic bandgap effect for an electromagnetic wave having a specific wavelength cannot be obtained in the portion of the lattice defect 60.
【００８０】したがって、格子欠陥６０を連続的に形成
することにより、特定の波長を有する電磁波を伝搬する
導波路が形成される。Therefore, by continuously forming the lattice defects 60, a waveguide for propagating an electromagnetic wave having a specific wavelength is formed.
【００８１】また、三次元周期構造体１に異なる周期性
を有する領域を形成し、異なる周期性を有する領域の界
面を対向させることにより、特定の波長を有する電磁波
に対する共振器を形成することができる。Further, by forming regions having different periodicities in the three-dimensional periodic structure 1 and making the interfaces of the regions having different periodicities face each other, a resonator for an electromagnetic wave having a specific wavelength can be formed. it can.
【００８２】このように、三次元周期構造体１の一部に
周期性の異なる部分を設けることにより、電磁波の指向
性を制御することができる。As described above, the directivity of the electromagnetic wave can be controlled by providing a part having a different periodicity in a part of the three-dimensional periodic structure 1.
【００８３】図１２は図５〜図７の三次元周期構造体を
アンテナに応用した例を示す模式的斜視図である。FIG. 12 is a schematic perspective view showing an example in which the three-dimensional periodic structure shown in FIGS. 5 to 7 is applied to an antenna.
【００８４】図１２において、図５〜図７の構造を有す
る平面状の三次元周期構造体１によりアンテナが形成さ
れている。この三次元周期構造体１の一方の面に１対の
電極８０が設けられている。三次元周期構造体１が特定
の波長を有する電磁波に対する遮蔽効果を有するため、
電極８０から発生される特定の波長の電磁波１００は矢
印Ａの方向に放射され、矢印Ｂの方向には放射されな
い。In FIG. 12, an antenna is formed by the planar three-dimensional periodic structure 1 having the structure shown in FIGS. A pair of electrodes 80 is provided on one surface of the three-dimensional periodic structure 1. Since the three-dimensional periodic structure 1 has a shielding effect on electromagnetic waves having a specific wavelength,
The electromagnetic wave 100 of a specific wavelength generated from the electrode 80 is emitted in the direction of arrow A and is not emitted in the direction of arrow B.
【００８５】このように、図５〜図７の三次元周期構造
体１を用いることにより高指向性のアンテナが実現す
る。三次元周期構造体１の周期ｄを１ｍｍ〜３ｍｍに設
定した場合、２ＧＨｚ〜８０ＧＨｚの電磁波に対する波
長選択性および高指向性が得られる。As described above, by using the three-dimensional periodic structure 1 shown in FIGS. 5 to 7, a highly directional antenna is realized. When the period d of the three-dimensional periodic structure 1 is set to 1 mm to 3 mm, wavelength selectivity and high directivity for electromagnetic waves of 2 GHz to 80 GHz are obtained.
【００８６】例えば、飛行船通信に応用する場合、利用
が予定されている約３０ＧＨｚのミリ波帯の電磁波に対
して高い誘電率を示す図１〜図３のセラミックス二次粒
子２００，２１０，２２０を均一に分散させた樹脂組成
物を用いることにより、アンテナに高指向性を付与する
ことができる。For example, in the case of application to airship communication, the ceramic secondary particles 200, 210, 220 shown in FIGS. 1 to 3 having a high dielectric constant with respect to electromagnetic waves in the millimeter wave band of about 30 GHz which are expected to be used. By using the resin composition uniformly dispersed, it is possible to impart high directivity to the antenna.
【００８７】したがって、図１２のアンテナを用いるこ
とにより、ミリ波領域およびマイクロ波領域の電磁波を
使用する通信機器の出力特性の高性能化が可能となる。
また、電磁波が特定の方向に集中するため、エネルギー
利用効率が向上し、携帯機器の使用時間を延長すること
が可能となる。さらに、電磁波の放射角が限定されるの
で、使用者や他の電子機器に対する電磁障害が防止され
る。Therefore, by using the antenna of FIG. 12, it becomes possible to improve the output characteristics of the communication device using the electromagnetic waves in the millimeter wave region and the microwave region.
Moreover, since the electromagnetic waves are concentrated in a specific direction, the energy utilization efficiency is improved, and the usage time of the mobile device can be extended. Further, since the radiation angle of the electromagnetic wave is limited, electromagnetic interference to the user and other electronic devices can be prevented.
【００８８】[0088]
【発明の効果】以上のように、上記実施例の三次元周期
構造体１において、棒状体１１の誘電率の選択および周
期構造の制御により、特定の波長を有する電磁波を完全
に遮蔽することができる。それにより、種々のデバイス
に電磁波の波長選択性、指向性および導波機能を付与す
ることができ、特定方向への送信効率の向上および電磁
障害の防止が可能となる。As described above, in the three-dimensional periodic structure 1 of the above-described embodiment, the electromagnetic wave having a specific wavelength can be completely shielded by selecting the dielectric constant of the rod-shaped body 11 and controlling the periodic structure. it can. Thereby, various devices can be given wavelength selectivity, directivity, and waveguiding function of electromagnetic waves, and it becomes possible to improve transmission efficiency in a specific direction and prevent electromagnetic interference.
【００８９】したがって、三次元周期構造体１を用いて
新しい高機能通信機器用の部品の作製が可能となるとと
もに、通信機器の高出力化に伴って高効率化および電磁
障害防止を図ることができる。それにより、グローバル
移動体通信、超高速インターネット、ビデオオンデマン
ド、高品位テレビ伝送などを利用したマルチメディア社
会に必要な高速大容量通信インフラストラクチャおよび
電磁波障害に強い通信システムを提供することが可能と
なる。Therefore, it is possible to manufacture a new component for a high-performance communication device by using the three-dimensional periodic structure 1, and to improve efficiency and prevent electromagnetic interference as the output power of the communication device increases. it can. As a result, it is possible to provide a high-speed and large-capacity communication infrastructure and a communication system resistant to electromagnetic interference necessary for a multimedia society using global mobile communication, ultra-high-speed internet, video-on-demand, high-definition television transmission, etc. Become.
【００９０】また、高指向性マイクロ波移動体通信機用
のアンテナの量産技術を提供することにより、人工衛星
を利用したグローバル移動体通信システムおよび飛行船
を中継基地とする高速大容量通信システムにおけるミリ
波帯通信機器の高性能化および小型化が可能となる。さ
らに、自動運転を可能にする高度道路交通システム用の
ミリ波帯アンテナの高性能化による交通安全世界の実現
など、通信環境の一層の発展を期待できる。Further, by providing a mass production technology of an antenna for a highly directional microwave mobile communication device, a millimeter wave in a global mobile communication system using artificial satellites and a high-speed large-capacity communication system using an airship as a relay base. It is possible to improve the performance and downsize the wave band communication device. Furthermore, further development of the communication environment can be expected, such as the realization of a traffic safety world by improving the performance of millimeter-wave band antennas for intelligent transportation systems that enable autonomous driving.
【００９１】特に、ミリ波帯またはマイクロ波帯通信の
高機能化および電磁漏洩に対する安全性を確保する電磁
障害防止デバイスとしての製造技術を提供することが可
能となる。In particular, it is possible to provide a manufacturing technique as an electromagnetic interference prevention device that ensures high functionality of millimeter-wave band or microwave band communication and secures safety against electromagnetic leakage.
【００９２】さらに、サブミリ単位の三次元周期構造体
１により約８０ＧＨｚ帯のミリ波帯アンテナへの応用が
可能となるとともに三次元周期構造体１を利用したアン
テナ以外の多種多様なデバイスの製作が可能となる。Furthermore, the submillimeter unit three-dimensional periodic structure 1 can be applied to a millimeter-wave band antenna of about 80 GHz band, and various devices other than the antenna using the three-dimensional periodic structure 1 can be manufactured. It will be possible.
【００９３】また、光領域においては、高効率のレーザ
発振を可能とする光共振器、光導波路等の実現が可能と
なる。Further, in the optical region, it is possible to realize an optical resonator, an optical waveguide, etc. which enables highly efficient laser oscillation.
【００９４】また、三次元周期構造体の誘電率を高める
ことにより、三次元周期構造体の周期を短くすることが
可能となる。それにより、三次元周期構造体により実現
されるフォトニック結晶デバイスの小型化および軽量化
が可能となる。By increasing the dielectric constant of the three-dimensional periodic structure, it becomes possible to shorten the period of the three-dimensional periodic structure. As a result, it is possible to reduce the size and weight of the photonic crystal device realized by the three-dimensional periodic structure.
【図１】本発明の一実施例における三次元周期構造体の
形成に用いるセラミックス二次粒子第１の例を示す模式
図である。FIG. 1 is a schematic view showing a first example of ceramic secondary particles used for forming a three-dimensional periodic structure in one example of the present invention.
【図２】本発明の一実施例における三次元周期構造体の
形成に用いるセラミックス二次粒子の第２の例を示す模
式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a second example of ceramic secondary particles used for forming a three-dimensional periodic structure in one example of the present invention.
【図３】本発明の一実施例における三次元周期構造体の
形成に用いるセラミックス二次粒子の第３の例を示す模
式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a third example of ceramic secondary particles used for forming a three-dimensional periodic structure in one example of the present invention.
【図４】本発明の一実施例におけるセラミックス二次粒
子の顕微鏡写真である。FIG. 4 is a micrograph of secondary ceramic particles in an example of the present invention.
【図５】本発明の一実施例における三次元周期構造体の
平面図である。FIG. 5 is a plan view of a three-dimensional periodic structure according to an embodiment of the present invention.
【図６】図４の三次元周期構造体の正面図である。6 is a front view of the three-dimensional periodic structure of FIG.
【図７】図１の三次元周期構造体の側面図である。FIG. 7 is a side view of the three-dimensional periodic structure shown in FIG.
【図８】図５〜図７の三次元周期構造体を構成する二次
元基本構造体の１つの棒状部材の端部の一部切欠き平面
図である。FIG. 8 is a partially cutaway plan view of an end portion of one rod-shaped member of the two-dimensional basic structure forming the three-dimensional periodic structure of FIGS. 5 to 7.
【図９】図５〜図７の三次元周期構造体の製造方法の一
例を示す模式的断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing the three-dimensional periodic structure shown in FIGS. 5 to 7.
【図１０】図５〜図７の三次元周期構造体の製造方法の
一例を示す模式的斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view showing an example of a method for manufacturing the three-dimensional periodic structure of FIGS. 5 to 7.
【図１１】本発明の他の実施例における三次元周期構造
体の正面図である。FIG. 11 is a front view of a three-dimensional periodic structure according to another embodiment of the present invention.
【図１２】図５〜図７の三次元周期構造体をアンテナに
応用した例を示す模式的斜視図である。FIG. 12 is a schematic perspective view showing an example in which the three-dimensional periodic structure shown in FIGS. 5 to 7 is applied to an antenna.
１ 三次元周期構造体
１０ 光硬化性樹脂組成物
１１ 棒状体
２０ 空間
２１〜２４ 二次元基本構造体
３０ 紫外線レーザ光
６０ 格子欠陥
２００，２１０，２２０ セラミックス二次粒子
２０１，２１１，２２１ 第１のセラミックスからなる
粒子
２０２，２１２ 第２のセラミックスからなる粒子
２２２ 第２のセラミックスの溶融凝固体1 Three-dimensional periodic structure 10 Photocurable resin composition 11 Rod-like body 20 Space 21-24 Two-dimensional basic structure 30 Ultraviolet laser light 60 Lattice defect 200,210,220 Ceramic secondary particle 201,211,221 1st Particles 202 and 212 made of ceramics Particles 222 made of second ceramics Melt solidified body of second ceramics
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須原 一樹 京都府京都市下京区室町松原下元両替町 243−３ Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KB08 LA18 PA05 PA06 QA02 QA03 QA04 RA08 TA01 TA11 TA41 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kazuki Suhara Kyoto Prefecture Shimogyo-ku Muromachi Matsubara Shimomoto Exchange Town 243-3 F term (reference) 2H047 KA03 KB08 LA18 PA05 PA06 QA02 QA03 QA04 RA08 TA01 TA11 TA41
Claims (12)
化させることにより形成される複数の単位構成要素が三
次元周期的に組み合わされる三次元周期構造体であっ
て、前記誘電体粒子が複数種類の誘電体材料の複合体か
らなり、かつ該誘電体粒子が５μｍ以下であることを特
徴とする三次元周期構造体。1. A three-dimensional periodic structure in which a plurality of unit constituent elements formed by curing a mixture of a resin composition and dielectric particles are combined in a three-dimensional periodic manner, wherein the dielectric particles are plural. A three-dimensional periodic structure characterized by comprising a composite of various types of dielectric materials and having dielectric particles of 5 μm or less.
材料の複合体材料および第２の複合体材料を含み、前記
第１の誘電体材料は第２の誘電体材料よりも高い誘電率
を有し、前記第２の誘電体材料は前記第１の誘電体材料
に比べて前記樹脂組成物の硬化を妨げないことを特徴と
する請求項１記載の三次元周期構造体。2. The plurality of types of dielectric materials include a composite material of a first dielectric material and a second composite material, the first dielectric material being higher than the second dielectric material. 3. The three-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein the three-dimensional periodic structure has a dielectric constant and the second dielectric material does not hinder the curing of the resin composition as compared with the first dielectric material.
からなる粒子の表面が前記第２の誘電体材料からなる複
数の粒子で取り囲まれてなる二次粒子であることを特徴
とする請求項１または２記載の三次元周期構造体。3. The dielectric particles are secondary particles in which the surfaces of the particles made of the first dielectric material are surrounded by a plurality of particles made of the second dielectric material. The three-dimensional periodic structure according to claim 1 or 2.
からなる粒子と第２の誘電体材料からなる粒子とが混合
されて一体化されてなる二次粒子であることを特徴とす
る請求項１または２記載の三次元周期構造体。4. The secondary particles are secondary particles formed by mixing particles of the first dielectric material and particles of a second dielectric material and integrating them. The three-dimensional periodic structure according to claim 1 or 2.
の溶融凝固体中に前記第１の誘電体材料からなる粒子が
混入されてなる二次粒子であることを特徴とする請求項
１または２記載の三次元周期構造体。5. The dielectric particles are secondary particles obtained by mixing particles made of the first dielectric material in a melted and solidified body of the second dielectric material. Item 3. The three-dimensional periodic structure according to item 1 or 2.
スであり、前記第２の誘電体材料は第２のセラミックス
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の三次元周期構造体。6. The first dielectric material is a first ceramic, and the second dielectric material is a second ceramic, according to any one of claims 1 to 5. Three-dimensional periodic structure.
り、前記第２の誘電体材料はガラスまたはポリマである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の三次
元周期構造体。7. The three-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein the first dielectric material is ceramics and the second dielectric material is glass or polymer. body.
シリコンであることを特徴とする請求項１〜７のいずれ
かに記載の三次元周期構造体。8. The three-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein the second dielectric material is silica or silicon oxide.
ン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、酸化タンタ
ル、酸化鉛および酸化バリウムよりなる群から選択され
た１または複数のセラミックスであることを特徴とする
請求項１〜８のいずれかに記載の三次元周期構造体。9. The first dielectric material is one or more ceramics selected from the group consisting of titanium oxide, strontium titanate, barium titanate, tantalum oxide, lead oxide and barium oxide. The three-dimensional periodic structure according to any one of claims 1 to 8.
子径が１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の三次元
周期構造体。10. The three-dimensional cycle according to claim 1, wherein the first dielectric particles have a diameter of 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less. Structure.
性樹脂組成物であることを特徴とする請求項１〜１０の
いずれかに記載の三次元周期構造体。11. The three-dimensional periodic structure according to claim 1, wherein the resin composition is a photocurable or thermosetting resin composition.
粒径が５μｍ以下の誘電体粒子を形成し、光造形法によ
り、樹脂組成物および前記誘電体粒子の混合物を硬化さ
せることにより複数の単位構成要素を周期的に配列して
なる二次元基本構造体を形成し、複数の前記二次元基本
構造体を積み重ねることにより直径が２ｍｍ以下の三次
元周期構造体を製造することを特徴とする三次元周期構
造体の製造方法。12. Dielectric particles having a particle diameter of 5 μm or less, which are composed of a composite of a plurality of types of dielectric materials, are formed, and the resin composition and the mixture of the dielectric particles are cured by an optical molding method to obtain a plurality of dielectric particles. A three-dimensional periodic structure having a diameter of 2 mm or less is manufactured by forming a two-dimensional basic structure formed by periodically arranging the unit constituent elements of 1. and stacking a plurality of the two-dimensional basic structures. Method for manufacturing a three-dimensional periodic structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002185334A JP2003337201A (en) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Three-dimensional periodical structural body and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002185334A JP2003337201A (en) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Three-dimensional periodical structural body and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003337201A true JP2003337201A (en) | 2003-11-28 |
Family
ID=29707253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002185334A Pending JP2003337201A (en) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | Three-dimensional periodical structural body and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003337201A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069366A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Antenna device |
| DE102008030127A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Technische Universität Braunschweig Carolo-Wilhelmina | Terahertz volume component used as an optical component comprises a terahertz lens or waveguide made from a plastic material consisting of a compound comprising a base material and a filler |
| WO2011030877A1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 株式会社アドバンテスト | Container, container arrangement method, and measurement method |
| WO2020031989A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 株式会社写真化学 | Slurry for photofabrication and method for manufacturing photofabricated article using same |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002185334A patent/JP2003337201A/en active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069366A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Antenna device |
| US7839350B2 (en) | 2005-12-12 | 2010-11-23 | Panasonic Corporation | Antenna device |
| DE102008030127A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Technische Universität Braunschweig Carolo-Wilhelmina | Terahertz volume component used as an optical component comprises a terahertz lens or waveguide made from a plastic material consisting of a compound comprising a base material and a filler |
| DE102008030127B4 (en) * | 2008-06-27 | 2016-08-04 | Technische Universität Braunschweig Carolo-Wilhelmina | Terahertz volume device, method of making the same, and terahertz sending device |
| WO2011030877A1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 株式会社アドバンテスト | Container, container arrangement method, and measurement method |
| US8330110B2 (en) | 2009-09-10 | 2012-12-11 | Advantest Corporation | Container, container positioning method, and measuring method |
| JP5291801B2 (en) * | 2009-09-10 | 2013-09-18 | 株式会社アドバンテスト | Container, container arrangement method and measurement method |
| WO2020031989A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 株式会社写真化学 | Slurry for photofabrication and method for manufacturing photofabricated article using same |
| JP2020023064A (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 株式会社写真化学 | Slurry for photo molding and method for producing photo molded object using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000341031A (en) | Three-dimensional periodic structure and its manufacture | |
| Biswas et al. | Photonic band gaps in colloidal systems | |
| JP5188009B2 (en) | Three-dimensional periodic structure and functional element and light emitting element having the same | |
| US8125717B2 (en) | Three-dimensional left-handed metamaterial | |
| US6998942B2 (en) | Three-dimensional periodic structure, method of producing the same, high frequency element, and high frequency apparatus | |
| JPWO2010117047A1 (en) | Optical material, optical element, and manufacturing method thereof | |
| JP2003344629A (en) | Three-dimensional periodic structure and method for manufacturing the same | |
| JP4661326B2 (en) | Photonic crystal manufacturing method | |
| Chen et al. | Fabrication of three‐dimensional micro photonic crystals of resin‐incorporating TiO2 particles and their terahertz wave properties | |
| JP4454770B2 (en) | Three-dimensional periodic structure and manufacturing method thereof | |
| JP2003337201A (en) | Three-dimensional periodical structural body and method of manufacturing the same | |
| WO2004109344A1 (en) | Three-dimensional periodic structure and process for producing the same | |
| US6904200B2 (en) | Multidimensional optical gratings | |
| US7136561B2 (en) | Two-dimensional photonic crystal, and waveguide and resonator using the same | |
| Kirihara et al. | Fabrication of Ceramic–Polymer Photonic Crystals by Stereolithography and Their Microwave Properties | |
| Yang et al. | High-throughput and low-cost terahertz all-dielectric resonators made of polymer/ceramic composite particles | |
| US11469514B2 (en) | Methods of manufacturing nanocomposite RF lens and radome | |
| US7682551B2 (en) | Method for manufacturing three-dimensional photonic structure | |
| Leung | Diamondlike photonic band-gap crystal with a sizable band gap | |
| Delhote et al. | Advanced design and fabrication of microwave components based on shape optimization and 3D ceramic stereolithography process | |
| Yin et al. | Fabrication of ceramic photonic crystals with diamond structure for microwave applications | |
| Tian et al. | 3D printing: a useful tool for the fabrication of artificial electromagnetic (EM) medium | |
| Yang et al. | Radiation direction mutation in a spherical plasma filled multilayered core–shell particle | |
| JP2017152959A (en) | Metamaterial device | |
| Good et al. | Multifunctional graded dielectrics fabricated using dry powder printing |