| 講演抄録／キーワード |
| 講演名 |
2024-10-28 15:40
［ポスター講演］周期境界条件を適用したフルベクトル有限要素双方向固有モード伝搬法によるナノ構造バイオセンサの解析
○木谷優冶・井口亜希人・辻 寧英（室蘭工大） |
| 抄録 |
（和） |
ナノ構造の⾦属表⾯に光を照射した際に発⽣する共鳴現象である局在表⾯プラズモン共鳴を利⽤したバイオセンサは，特定の波⻑による局所的な屈折率の変化に対して⾼感度な分光応答を⽰すことが知られており，⾦属の種類，形状などによって応答は変化する．
バイオセンサの更なる⾼性能化の実現には，効率的かつ⾼精度な数値解析法が必要であり，横⽅向の離散化に材料境界の正確な取り扱いが可能な有限要素法 (FEM) を⽤いた双⽅向固有モード伝搬法 (FE-BEP) の検討を⾏なっている．
FE-BEP は伝搬⽅向に⼀様な領域ごとに解析を縦⽅向と横⽅向に分離することで，解析次元を下げた効率的な解析が可能であり，これまでに L/S 構造に対して，斜め⼊射を含め，解析の有効性を⽰してきた．
本報告では 2 次元周期構造バイオセンサの解析のために，FE-BEP をフルベクトル解析へと拡張する．
また，L/S 構造と同様に平⾯波が斜め⼊射する場合を扱うため，解析領域の周囲に周期境界条件を適⽤する．
このときの⼊射⾓度に対する波⻑特性解析を通して，FE-BEP の有⽤性を報告する予定である． |
| （英） |
Localized surface plasmon resonance (LSPR) is an optical phenomenon that occurs when light with specific wavelength is incident on metal surface with nano structure.
Biosensors utilizing this phenomenon exhibit a highly sensitive spectroscopic response to local refractive index change.
The performance of LSPR sensors depends on structures and material constants of constituent dielectrics and metals.
Therefore to enhance the performance of biosensors, optimal design approach is effective and an efficient and highly accurate numerical simulation technique is required in the optimal design.
In this report, we are developing finite element based bidirectional eigenmode propagation (FE-BEP) method for periodic metasurface.
Finite element method (FEM) can accurately treat arbitrary surface structure and BEP can improve computational efficiency by
splitting the analysis into propagation and transverse directions for each uniform section along propagation direction.
We have developed FE-BEP for the analysis of L/S (1D periodic) structures with oblique incidence and shown its validity and usefulness
in the previous report.
In this report, we extend FE-BEP to be able to analyze biosensors with 2D periodic surface structure.
In order to reduce computational domain to a unit cell, periodic boundary condition is imposed.
In order to show the validity and usefulness of our approach, we demonstrate the analysis of wavelength characteristics of polarization independent biosensor. |
| キーワード |
（和） |
周期構造 / バイオセンサ / 有限要素法 / 双方向固有モード伝搬法 / / / / |
| （英） |
periodic structure / biosencer / finite element method / bidirectional eigenmode propagation method / / / / |
| 文献情報 |
信学技報 |
| 資料番号 |
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| 発行日 |
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| ISSN |
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| PDFダウンロード |
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| 研究会情報 |
| 研究会 |
MIKA |
| 開催期間 |
2024-10-28 - 2024-10-30 |
| 開催地（和） |
岡山コンベンションセンター |
| 開催地（英） |
Okayama Convention Center |
| テーマ（和） |
無線通信システム， 一般 （ポスター発表のみ受付・現地実施） |
| テーマ（英） |
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| 講演論文情報の詳細 |
| 申込み研究会 |
MIKA |
| 会議コード |
2024-10-MIKA |
| 本文の言語 |
日本語 |
| タイトル（和） |
周期境界条件を適用したフルベクトル有限要素双方向固有モード伝搬法によるナノ構造バイオセンサの解析 |
| サブタイトル（和） |
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| タイトル（英） |
Analysis of nano structure biosensor using full-vectorial finite element bidirectional eigenmode propagation method with periodic boundary condition |
| サブタイトル（英） |
|
| キーワード(1)（和/英） |
周期構造 / periodic structure |
| キーワード(2)（和/英） |
バイオセンサ / biosencer |
| キーワード(3)（和/英） |
有限要素法 / finite element method |
| キーワード(4)（和/英） |
双方向固有モード伝搬法 / bidirectional eigenmode propagation method |
| キーワード(5)（和/英） |
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| キーワード(6)（和/英） |
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| キーワード(7)（和/英） |
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| キーワード(8)（和/英） |
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| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） |
木谷 優冶 / Masaya Kitani / キタニ マサヤ |
| 第1著者 所属（和/英） |
室蘭工業大学 (略称： 室蘭工大)
Muroran Institute of Technology (略称： Muroran Inst. Tech.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） |
井口 亜希人 / Akito Iguchi / イグチ アキト |
| 第2著者 所属（和/英） |
室蘭工業大学 (略称： 室蘭工大)
Muroran Institute of Technology (略称： Muroran Inst. Tech.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） |
辻 寧英 / Yasuhide Tsuji / ツジ ヤスヒデ |
| 第3著者 所属（和/英） |
室蘭工業大学 (略称： 室蘭工大)
Muroran Institute of Technology (略称： Muroran Inst. Tech.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） |
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| 講演者 |
第1著者 |
| 発表日時 |
2024-10-28 15:40:00 |
| 発表時間 |
90分 |
| 申込先研究会 |
MIKA |
| 資料番号 |
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| 巻番号（vol） |
vol. |
| 号番号（no） |
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| ページ範囲 |
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| ページ数 |
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| 発行日 |
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