WO2022113551A1

WO2022113551A1 - 波動制御媒質、波動制御素子、波動制御部材、波動制御装置、および波動制御媒質の製造方法

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Publication number: WO2022113551A1
Application number: PCT/JP2021/037892
Authority: WO
Inventors: 絵里五十嵐; 昂川村
Original assignee: ソニーグループ株式会社
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2021-10-13
Publication date: 2022-06-02
Also published as: US20240006749A1; JPWO2022113551A1; EP4254665A4; EP4254665A1; CN116508209A

Abstract

メタマテリアル等を小型化および広帯域化しつつ、波動を吸収して制御することが可能な波動制御媒質を提供すること。　波動制御媒質５は、基部２と、らせん部３と、基部２およびらせん部３の間に配置された整合素子６と、を有する３次元微細構造体を備え、この３次元微細構造体が、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料から形成されている。波動制御媒質５は、基部２とらせん部３との間に整合素子６を配置することにより全体のインピーダンス値の変化をなだらかにして、波動の吸収を可能としている。

Description

波動制御媒質、波動制御素子、波動制御部材、波動制御装置、および波動制御媒質の製造方法

　本技術は、波動制御媒質等を用いた技術に関し、より詳細には、人工的な構造体を用いて波動を制御する技術に関する。

　従来から、負の屈折率等の特性を有するメタマテリアルを、電波、光波、音波を含む様々な波の反射、遮蔽、吸収、位相変調等に用いることが提案されている。ここで、メタマテリアルとは、自然界に存在する物質では発揮し得ない機能を生じさせる人工的な構造体をいう。メタマテリアルは、例えば、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体などの単位微細構造体を、波長に対して十分短い間隔で配列することで自然にはない性質を発現させるように作られている。このように作られたメタマテリアルは、誘電率および透磁率を制御することにより、電磁波等の波動を制御することが可能となる。

　メタマテリアルの単位構造体である波動制御媒質は、通常、波長の１／１０程度であり、これを数単位程度のアレイ構造とすることで機能を発揮する。マイクロ波や可視聴域の音波など長い波長を持つ波を扱う際には、メタマテリアルの構造も波長に応じて拡大し、大きなフットプリントを要する。このことは、こうした波動を小型電子機器で扱う際に問題となる。

　小型化の解決策として、例えば、特許文献１では、各々が所定の波長に対して負の誘電率を生じる複数の第１の共振器を備え、前記第１の共振器の各々は、内部スペースを有しており、各々が前記所定の波長に対して負の透磁率を生じる複数の第２の共振器と、前記第１の共振器および前記第２の共振器の位置を固定する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記第２の共振器の各々を、前記複数の第１の共振器の内部に固定し、かつ、前記複数の第１の共振器が空間的に連続するように前記複数の第１の共振器を固定する、メタマテリアルが提案されている。

　ここで、メタマテリアルは、その動作原理が波動と構造の相互作用による共振現象に基づくがゆえに、共振周波数以外の周波数ではその応答強度は急激に縮小し狭帯域な応答となる。これは広帯域の周波数を同時に扱う場合に問題となる。しかしながら、特許文献１の技術では、メタマテリアルの小型化かつ広帯域化を同時に満たし、メタマテリアルを実用化するための解決策は提案されていない。

　一方、小型化かつ広帯域化の解決策として、例えば、非特許文献１には、２次元の正方格子の基部上に3次元のらせん部を配置した構造のメタマテリアルが開示されている。

国際公開第２０１０／０２６９０７号

SCIENCE 18 SEPTEMBER 2009: Vol. 325, Issue 5947, pp. 1513-1515, "Gold Helix Photonic Metamaterial as Broadband Circular Polarizer", Justyna K. Gansel, Michael Thiel, Michael S. Rill, Manuel Decker, Klaus Bade, Volker Saile, Georg von Freymann, Stefan Linden and Martin Wegener

　しかしながら、非特許文献１の技術では、基部とらせん部とのインピーダンス値が大きく異なるため、基部とらせん部との間のインピーダンス不整合により、入射した電磁波等の波動が基部とらせん部の整合部分で反射してしまい、波動を吸収することができない。そのため、非特許文献１の技術は、波動を吸収して制御する部材等に用いることができない。

　そこで、本技術では、メタマテリアル等を小型化および広帯域化しつつ、波動を吸収して制御することが可能な波動制御媒質を提供することを主目的とする。

　本技術では、基部と、らせん部と、基部およびらせん部の間に配置された整合素子と、を有する３次元微細構造体を備え、３次元微細構造体が、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料から形成される、波動制御媒質を提供する。

　また、前記らせん部が、多層構造に形成されていてもよい。前記らせん部が、円錐形状に形成されていてもよい。前記３次元微細構造体を少なくとも２つ備えていてもよい。少なくとも２つの前記３次元微細構造体が、互いに接することなく対向して絡み合った連続構造に形成されていてもよい。前記３次元微細構造体のうち少なくとも一方が、ワイヤ形状、プレート形状、球体形状のいずれか一つに形成されていてもよい。

　また、本技術では、上記波動制御媒質が、アレイ構造に集積され、または複数分散配置された波動制御素子を提供する。また、上記波動制御媒質を備え、応答の比帯域幅が３０％以上であり、かつ前記比帯域幅における吸収強度が５０％以上である、波動制御素子を提供することもできる。また、本技術では、上記波動制御媒質を有する波動制御部材を提供する。

　また、本技術では、上記波動制御媒質を有するメタマテリアルおよびそのメタマテリアルを有する波動制御装置を提供する。また、本技術では、上記波動制御媒質または上記メタマテリアルを有する、電磁波の吸収および／または遮蔽部材を備える波動制御装置を提供する。また、本技術では、上記波動制御媒質または、上記電磁波の吸収および／または遮蔽部材、を有するセンサを備える波動制御装置を提供する。また、本技術では、上記波動制御媒質を用いて送受信または受発光を行う波動制御装置を提供する。

　さらに、本技術では、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料からなる微細構造体を、有機物の自己組織化を利用した分子鋳型により３次元構造に形成する、波動制御媒質の製造方法を提供する。

　本技術によれば、メタマテリアル等を小型化および広帯域化しつつ、波動を吸収して制御することが可能な波動制御媒質を提供することができる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本技術の第１実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す斜視図である。本技術の第２実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す断面図である。本技術の第３実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す斜視図である。本技術の第４実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す斜視図である。本技術の第５実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す断面図である。本技術の第６実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す斜視図である。本技術の第７実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す斜視図である。本技術の第８実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す斜視図である。本技術の第８実施形態に係る波動制御媒質の変形例を示す斜視図である。本技術の第８実施形態に係る波動制御媒質の他の変形例を示す斜視図である。本技術の第９実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す斜視図である。本技術の第９実施形態に係る波動制御媒質の変形例を示す斜視図である。本技術の第１０実施形態に係る波動制御媒質の構成例を示す斜視図である。本技術の第１１実施形態に係る電磁波吸収シートの構成例を示す断面図である。本技術の第１２実施形態に係る導波路の構成例を示す断面図である。本技術の第１２実施形態に係る導波路の変形例を示す断面図である。本技術に係る波動制御媒質を有するメタマテリアルの比帯域幅を説明するグラフである。

　以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、いずれの実施形態も組み合わせることが可能である。また、これらにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態（一巻きコイル型１）
（１）メタマテリアルの概要
（２）波動制御媒質１の構成例
２．第２実施形態（一巻きコイル型２）
３．第３実施形態（多重コイル型１）
４．第４実施形態（多重コイル型２）
（１）波動制御媒質１０の構成例
（２）波動制御媒質１０の製造方法例
５．第５実施形態（同軸ケーブル型）
６．第６実施形態（ダブルジャイロイド型）
７．第７実施形態（円錐型）
８．第８実施形態（ワイヤ構造との組合せ）
（１）複数の構造体の組合せ
（２）波動制御媒質５０の構成例
（３）波動制御媒質５０の変形例１
（４）波動制御媒質５０の変形例２
９．第９実施形態（プレート構造との組合せ）
（１）波動制御媒質８０の構成例
（２）波動制御媒質８０の変形例
１０．第１０実施形態（球体構造との組合せ）
１１．第１１実施形態（電磁波吸収部材）
１２．第１２実施形態（電磁波導波路）
（１）電磁波導波路１２０の構成例
（２）電磁波導波路１２０の変形例
１３．比帯域幅
１４．その他の適用用途

１．第１実施形態（一巻きコイル型１）
（１）メタマテリアルの概要
　まず、電磁波や音波等の波動を制御する媒質の単位構造体である波動制御媒質を有するメタマテリアルの概要について説明する。

　メタマテリアルは、例えば、電磁波の波長より十分小さなサイズを有し、かつ内部に共振器を有する単位構造体を誘電体中に配列して構成される。なお、メタマテリアルの単位構造体（共振器）の間隔は、用いる電磁波の波長の約１／１０程度あるいはそれ以下、または、約１／５程度あるいはそれ以下に設定される。

　このような構成に設定することにより、メタマテリアルの誘電率εおよび／または透磁率μを人工的に制御することが可能になり、メタマテリアルの屈折率ｎ（＝±［ε・μ］^１／２）を人工的に制御することができる。特に、メタマテリアルでは、単位構造体の例えば形状や寸法等を適宜調整して負の誘電率および負の透磁率を同時に実現することにより、所望の波長の電磁波に対して、屈折率を負の値にすることもできる。

　ところで、メタマテリアルの共振（動作）周波数ωは、ＬＣ回路理論によりメタマテリアルを回路として記述した場合のインダクタンスＬおよびキャパシタンスＣにより決定され、インダクタンスＬおよびキャパシタンスＣが大きいほど共振周波数は低くなる。すなわち、大きなインダクタンスＬおよびキャパシタンスＣを持つ高密度な構造であれば、小型のメタマテリアルであっても波長の長い（＝周波数の低い）波に対して機能させることができる。

　そこで、本実施形態では、上述のようなメタマテリアルを実用化するために、メタマテリアルの小型化および広域化を同時に実現しつつ、波動を吸収して制御することができるメタマテリアルの単位構造体である波動制御媒質の構成の一例について説明する。

（２）波動制御媒質１の構成例
　図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本技術の第１実施形態に係る波動制御媒質１の構成例について説明する。図１Ａは、本実施形態に係る一巻きコイル型１の波動制御媒質１の構成例を示す斜視図である。図１Ｂは、波動制御媒質１のインピーダンス整合を説明するための図である。本実施形態に係る波動制御媒質１は、メタマテリアルの単位構造体であり、電磁波や音波等の波動を制御することが可能である。

　図１Ａに示すように、波動制御媒質１は、一例として、基板または直方体に形成された基部２と、らせん構造に形成されたらせん部３と、基部２およびらせん部３の間に配置された整合素子４と、を有する３次元微細構造体を備えている。このような３次元微細構造体は、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料から形成されている。

　整合素子４は、一例として、抵抗からなる損失型の素子、コンデンサおよびインダクタからなる回路型の素子、等を適用することができる。

　本実施形態に係る波動制御媒質１は、メタマテリアルの単位微細構造体として、３次元的ならせん構造の一巻きコイルとすることで、小型化および広帯域化を同時に実現する解決策を提供する。

　３次元コイル構造を持つメタマテリアルは、そのコイル長と同程度の波長を持つ波、およびその定数分の１となるより短い波と共振し、複数の共振ピークがブロードに結合した広帯域な特性を示すことが知られている。そこで、波動制御媒質１によれば、細密構造によって小型化するとともに、３次元コイル構造のらせん部３を有することによって広帯域な特性を有するメタマテリアルを実現することができる。

　さらに、らせん部３のインピーダンス値Ｚ１と基部２のインピーダンス値Ｚ２とは、材質の違いにより、これらの値が大きく異なっている。そのため、基部２とらせん部３を直接接合すると、基部２とらせん部３との間のインピーダンス不整合により、電磁波等の入射波ＩＷが基部２とらせん部３の整合部分で反射してしまい、波動を吸収することができない。すなわち、基部２内で基板内でのエネルギー散逸ができない。

　図１Ａおよび図１Ｂに示すように、波動制御媒質１は、基部２とらせん部３との間にこれらのインピーダンス値の差を埋めるインピーダンス値Ｚ３を有する整合素子４を配置することにより、全体のインピーダンス値の変化をなだらかにして、基部２内での反射波ＲＷの吸収を可能としている。

　したがって、波動制御媒質１によれば、波動制御媒質１を有するメタマテリアル等を小型化および広帯域化しつつ、波動を吸収して制御することができる。さらに、波動制御媒質１によれば、広い周波数帯域に渡り高い効率で電磁波吸収機能を示す３次元メタマテリアルを提供することができる。

　また、波動制御媒質１によれば、波動制御媒質１を用いた波動制御素子（アンテナ、レンズ、スピーカーなど）を大幅に小型化することができる。また、波動制御媒質１によれば、自然材料では実現不可能な新規機能の完全遮蔽、吸収、整流、フィルタリング等が可能となる。さらに、波動制御媒質１は、電磁波に限らず光波や音波など幅広い領域で上記効果を発揮することができる。特に、波動制御媒質１は、波長が長く帯域の広い領域で効果を発揮することができる。

　また、波動制御媒質１は、波動制御媒質１を有する波動制御部材を提供することができる。波動制御部材としては、例えば、反射防止膜、反射防止塗料、フィルタ、エネルギー変換部材、光電変換部材等を適用することができる。

　また、波動制御媒質１は、波動制御媒質１を有する波動制御装置を提供することができる。波動制御装置としては、例えば、アンテナ、赤外センサ、可視光センサ、電磁波測定装置等を適用することができる。

２．第２実施形態（一巻きコイル型２）
　次に、図２を参照して、本技術の第２実施形態に係る波動制御媒質５の構成例について説明する。図２Ａは、本実施形態に係る一巻きコイル型２の波動制御媒質５の構成例を示す斜視図である。図２Ｂは、波動制御媒質５の構成例を示す側面図であり、図２Ｃは、波動制御媒質５の構成例を示す平面図である。波動制御媒質５は、第１実施形態と同様にメタマテリアルの単位構造体である。

　図２Ａに示すように、波動制御媒質５は、基板または直方体に形成された基部２と、らせん構造に形成されたらせん部３と、基部２およびらせん部３の間に配置された整合素子６と、を有する３次元微細構造体を備えている。整合素子６は、らせん部３と対向する基部２の表面の全面に配置されている。

　波動制御媒質５の基部２は、樹脂または誘電体で形成されている。波動制御媒質５のらせん部３は、銅細線で形成されている。整合素子６は、銅板、樹脂、または抵抗素子で形成されている。

　図２Ｂに示すように、らせん部３の高さＬ１は、入射波動の波長の１／１００～１／２とすることが好ましく、らせん部３の一巻き同士の基部２の表面に対する垂直方向の幅Ｓ１は、入射波動の波長の１／１０００～１／１０とすることが好ましい。波動制御媒質５は、幅Ｓ１の間隔によりコンデンサと等価の役割を発揮する構造を有している。

　また、図２Ｃに示すように、らせん部３の一巻きの直径Ｄ１は、入射波動の波長の１／１００～１／２とすることが好ましく、らせん部３の銅細線の幅ｄ１は、入射波動の波長の１／１０００～１／１００とすることが好ましい。

　波動制御媒質５によれば、上記構成により、第１実施形態と同様に、波動制御媒質１を有するメタマテリアル等を小型化および広帯域化しつつ、波動を吸収して制御することができる。

３．第３実施形態（多重コイル型１）
　次に、図３を参照して、本技術の第３実施形態に係る波動制御媒質７の構成例について説明する。図３Ａは、本実施形態に係る多重コイル型１の波動制御媒質７の構成例を示す斜視図である。図３Ｂは、波動制御媒質７の構成例を示す側面図であり、図３Ｃは、波動制御媒質７の構成例を示す平面図である。波動制御媒質７は、第１実施形態と同様にメタマテリアルの単位構造体である。

　図３Ａに示すように、波動制御媒質７は、基板または直方体に形成された基部２と、上下に重なる二重らせん構造に形成されたらせん部８、９と、基部２およびらせん部８、９の間に配置された整合素子６と、を有する３次元微細構造体を備えている。整合素子６は、らせん部８、９と対向する基部２の表面の全面に配置されている。

　図３Ｂに示すように、らせん部８、９全体の高さＬ２は、入射波動の波長の１／１００～１／２とすることが好ましく、らせん部８とらせん部９との基部２の表面に対する垂直方向の幅Ｓ２は、入射波動の波長の１／１０００～１／１０とすることが好ましい。波動制御媒質７は、各らせん部８、９がリアクタンスと等価の役割を有し、幅Ｓ２の間隔によりコンデンサと等価の役割を発揮する構造を有している。

　また、図３Ｃに示すように、らせん部８、９の一巻きの直径Ｄ２は、入射波動の波長の１／１００～１／２とすることが好ましく、らせん部８、９の銅細線の幅ｄ２は、入射波動の波長の１／１０００～１／１００とすることが好ましい。さらに、らせん部８の端部とらせん部９の端部とのらせん方向（円周方向）のずれは、一巻きの中心角θで表すと、１°～９０°が好ましい。

　らせん部８およびらせん部９の材質は、同一である必要はなく、それぞれ異なる材質であってもよい。また、らせん部８およびらせん部９は、対向するらせん部８の下面とらせん部９の上面との間でコンデンサを形成し、らせん部８およびらせん部９のらせん構造により３次元多重共鳴構造とすることでインダクタを形成している。

　波動制御媒質７は、３次元コイル構造を多重化してインダクタンスを増加させると共に、細線間をキャパシタ化することでキャパシタンスを増加させている。したがって、波動制御媒質７によれば、細密構造によって小型化するとともに、３次元多重共鳴構造によって、より広帯域な特性を有するメタマテリアルを実現することができる。加えて、波動制御媒質７は、第１実施形態と同様に、整合素子６を有することによって波動を吸収して制御することができる。　

４．第４実施形態（多重コイル型２）
（１）波動制御媒質１０の構成例
　次に、図４を参照して、本技術の第４実施形態に係る波動制御媒質１０の構成例について説明する。図４は、本実施形態に係る波動制御媒質１０の構成例を示す斜視図である。本実施形態に係る波動制御媒質１０は、メタマテリアルの単位構造体であり、電磁波や音波等の波動を制御することが可能である。

　図４に示すように、波動制御媒質１０は、らせん構造に形成された３次元微細構造体であるコイル１１およびコイル１２を備えている。波動制御媒質１０は、コイル１１の外側にコイル１２が対向して並列に巻かれている細線の二重らせん構造を形成している。波動制御媒質１０は、二重コイルに限らず三重以上の多重コイル構造であってもよい。三重以上の多重コイルの場合、各コイルの対向方向は、平行な位置関係に限らず、互いに直接接触していない配置であればよい。

　コイル１１およびコイル１２は、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料からなる細線で形成されている。コイル１１およびコイル１２の材質は、同一である必要はなく、それぞれ異なる材質であってもよい。また、コイル１１およびコイル１２は、対向するコイル１１の側面とコイル１２の側面との間でコンデンサを形成し、らせん構造のコイル１１およびコイル１２により３次元多重共鳴構造とすることでインダクタを形成している。

　本実施形態に係る波動制御媒質１０は、メタマテリアルの単位微細構造体として、対向した複数の導体細線からなる３次元的な多重コイルとすることで、小型化および広帯域化を同時に実現する解決策を提供する。

　３次元コイル構造を持つメタマテリアルは、そのコイル長と同程度の波長を持つ波、およびその定数分の１となるより短い波と共振し、複数の共振ピークがブロードに結合した広帯域な特性を示すことが知られている。また、メタマテリアル構造の大きさと波長の関係は、メタマテリアル構造を等価回路として捉えた際のインダクタンスおよびキャパシタンスに依存し、インダクタンスおよびキャパシタンスが大きいメタマテリアルほど小型とすることができる。

　波動制御媒質１０は、３次元コイル構造を多重化してインダクタンスを増加させると共に、細線間をキャパシタ化することでキャパシタンスを増加させている。したがって、波動制御媒質１０によれば、細密構造によって小型化するとともに、３次元多重共鳴構造によって広帯域な特性を有するメタマテリアルを実現することができる。

　また、波動制御媒質１０によれば、波動制御媒質１０を用いた波動制御素子（アンテナ、レンズ、スピーカーなど）を大幅に小型化することができる。また、波動制御媒質１０によれば、自然材料では実現不可能な新規機能の完全遮蔽、吸収、整流、フィルタリング等が可能となる。さらに、波動制御媒質１０は、電磁波に限らず光波や音波など幅広い領域で上記効果を発揮することができる。特に、波動制御媒質１０は、波長が長く帯域の広い領域で効果を発揮することができる。

（２）波動制御媒質１０の製造方法例
　次に、本実施形態に係る波動制御媒質１０の製造方法の一例について説明する。

　波動制御媒質１０は、一例として分子鋳型法によって製造することができる。ここで、分子鋳型法とは、有機物（人工／生体高分子、ナノ粒子、液晶分子等)から得られる微細で複雑な構造体を鋳型にして、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体などのいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料からなる微細構造体を形成する手法をいう。分子鋳型法は、主に、後述する２つの手法が知られている。

　１つ目は、有機物の構造体にめっき等のコーティングを行う方法がある。２つ目は、金属や酸化物などの前駆体を予め導入した有機物で構造体に形成し、これを焼成および酸化還元するなどして前駆体を金属や酸化物などに変換する方法がある。

　本実施形態では、有機物で作製した３次元のらせん構造を鋳型として、これに電解あるいは無電解めっきを施すことにより金属らせん構造のコイル１１およびコイル１２に形成された波動制御媒質１０を作製している。波動制御媒質１０の製造工程では、有機物の自己組織化を利用することにより、コイル１１およびコイル１２を３次元細密構造に形成することができる。本実施形態の製造方法によれば、通常の方法では作製困難な複雑かつ微細な3次元微細構造体を有する波動制御媒質１０を簡易に作製することが可能となる。

　なお、波動制御媒質１０は、誘電体などの基板上に作製した金属膜をエッチングした後に、応力により金属パターンがたわむことを用いて、３次元のらせん構造を形成する手法で作製してもよい。

５．第５実施形態（同軸ケーブル型）
　次に、図５を参照して、本技術の第５実施形態に係る波動制御媒質２０の構成例について説明する。図５は、本実施形態に係る同軸ケーブル型の波動制御媒質２０の構成例を示す断面図である。本実施形態に係る波動制御媒質２０は、第１実施形態と同様にメタマテリアルの単位構造体である。

　図５に示すように、波動制御媒質２０は、同軸ケーブル型を形成している。波動制御媒質２０は、例えば、第１実施形態に係る波動制御媒質１０のようならせん構造に形成された３次元微細構造体であるコイル２１の外側面を微細な空間を隔ててコイル２２の内側面で覆った形状の二層構造に形成されている。波動制御媒質２０は、全体として１つのコイル構造を形成しているが、コイル２２とコイル２２に内蔵されたコイル２１とで形成された２つの３次元微細構造体を有している。なお、波動制御媒質２０は、二層構造に限らず三層以上であってもよく、全体として１つのコイルに限らず二重以上の多重コイル構造であってもよい。

　コイル２１およびコイル２２は、細線で形成されている。コイル２１およびコイル２２は、対向するコイル２１の外側面とコイル２２の内側面との間でコンデンサを形成し、らせん構造のコイル２１およびコイル２２により３次元多重共鳴構造とすることでインダクタを形成している。

　波動制御媒質２０は、３次元コイル構造を多層化してインダクタンスを増加させると共に、細線のコイル２１の外側面とコイル２２の内側面との間をキャパシタ化することでキャパシタンスを増加させている。したがって、波動制御媒質２０によれば、第１実施形態と同様に、細密構造によって小型化するとともに、３次元多重共鳴構造によって広帯域な特性を有するメタマテリアルを実現することができる。

６．第６実施形態（ダブルジャイロイド型）
　次に、図６を参照して、本技術の第６実施形態に係る波動制御媒質３０の構成例について説明する。図６は、本実施形態に係るダブルジャイロイド型の波動制御媒質３０の構成例を示す斜視図である。本実施形態に係る波動制御媒質３０も、第１実施形態と同様にメタマテリアルの単位構造体である。

　図６に示すように、波動制御媒質３０は、ダブルジャイロイド型を形成している。ここで、ダブルジャイロイドとは、二本のコイルが互いに接することなく対向して絡み合った連続構造をいう。波動制御媒質３０は、３次元微細構造体のコイル３１およびコイル３２を備え、コイル３１とコイル３２とが互いに接することなく対向して絡み合った連続的な３次元構造を形成している。なお、波動制御媒質３０は、二重コイルのダブルジャイロイドに限らず三重以上の多重コイル構造のジャイロイドであってもよい。

　コイル３１およびコイル３２は、細線で形成されている。コイル３１およびコイル３２は、対向するコイル３１の側面とコイル２２の側面との間でコンデンサを形成し、連続的な３次元構造のコイル３１およびコイル３２により３次元多重共鳴構造とすることでインダクタを形成している。

　波動制御媒質３０は、３次元コイル構造を多重化してインダクタンスを増加させると共に、細線のコイル３１の側面とコイル２２の側面との間をキャパシタ化することでキャパシタンスを増加させている。したがって、波動制御媒質３０によれば、第１実施形態と同様に、細密構造によって小型化するとともに、３次元多重共鳴構造によって広帯域な特性を有するメタマテリアルを実現することができる。

７．第７実施形態（円錐型）
　次に、図７を参照して、本技術の第７実施形態に係る波動制御媒質４０の構成例について説明する。図７は、本実施形態に係る円錐型の波動制御媒質４０の構成例を示す斜視図である。本実施形態に係る波動制御媒質４０も、第１実施形態と同様にメタマテリアルの単位構造体である。

　図７に示すように、波動制御媒質４０は、全体として、図７の紙面に向かって下方に広がった円錐型を形成している。波動制御媒質４０は、３次元微細構造体のコイル４１およびコイル４２を備え、コイル４１の外側にコイル４２が対向して並列に巻かれている細線の二重らせん構造を形成している。なお、波動制御媒質４０は、二重コイルに限らず三重以上の多重コイル構造であってもよい。また、波動制御媒質４０は、全体として、図７の紙面に向かって下方に狭まった円錐型であってもよい。

　コイル４１およびコイル４２は、細線で形成されている。コイル４１およびコイル４２は、対向するコイル４１の側面とコイル４２の側面との間でコンデンサを形成し、円錐らせん構造のコイル４１およびコイル４２により３次元多重共鳴構造とすることでインダクタを形成している。

　波動制御媒質４０は、３次元コイル構造を多重化してインダクタンスを増加させると共に、細線のコイル４１の側面とコイル４２の側面との間をキャパシタ化することでキャパシタンスを増加させている。したがって、波動制御媒質４０によれば、第１実施形態と同様に、細密構造によって小型化するとともに、３次元多重共鳴構造によって広帯域な特性を有するメタマテリアルを実現することができる。

８．第８実施形態（ワイヤ構造との組合せ）
（１）複数の構造体の組合せ
　本技術の第８実施形態では、波動制御媒質を複数の構造体の組み合わせで設計する例について説明する。複数の構造体を組み合わせる目的は、例えば、電磁波を構成する電場および磁場に対して各構造体がそれぞれ機能する構造とすることである。すなわち、各構造によって機能を分担することが目的である。

　ここで、電場に対して機能することは比誘電率ε_rを制御することになり、磁場に対して機能することは比透磁率μ_rを制御することになる。したがって、本実施形態に係る波動制御媒質は、複数の構造体を組み合わせることで、比誘電率および比透磁率を望みの値に自由度高く制御することができる。

（２）波動制御媒質５０の構成例
　次に、図８を参照して、本技術の第８実施形態に係る波動制御媒質５０の構成例について説明する。図８は、本実施形態に係る波動制御媒質５０の構成例を示す斜視図である。波動制御媒質５０が第１実施形態に係る波動制御媒質１０と相違する点は、二重コイル構造に、ワイヤ構造が組み合わされている点である。波動制御媒質５０のその他の構成は、波動制御媒質１０の構成と同様である。

　図８に示すように、波動制御媒質５０は、らせん構造に形成された３次元微細構造体であるコイル１１およびコイル１２を備えている。波動制御媒質５０は、コイル１１の外側にコイル１２が対向して並列に巻かれている細線の二重らせん構造を形成している。さらに、波動制御媒質５０は、コイル１１内側のらせん構造の中心軸位置に、中心軸が延在する方向に延在した棒状かつ細線のワイヤ５１が備えられている。ワイヤ５１は、コイル１１と微細な間隔だけ離間して配置されている。

　波動制御媒質５０のコイルは、二重コイルに限らず、１つのコイルまたは三重以上の多重コイル構造であってもよい。三重以上の多重コイルの場合、各コイルの対向方向は、平行な位置関係に限らず、互いに直接接触していない配置であればよい。

　ワイヤ５１は、コイル１１およびコイル１２同様に、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料からなる細線で形成されている。また、ワイヤ５１は、コイル１１およびコイル１２の材質と、同一である必要はなく、それぞれ異なる材質であってもよい。さらに、ワイヤ５１の本数は、１本に限らず、２本以上であってもよい。なお、ワイヤ５１は、コイル１１およびコイル１２に内包されている場合に限らず、コイル１１およびコイル１２と隣接する場合や近傍に存在する場合であってもよい。

　波動制御媒質５０では、与える電波の電場方向とワイヤ５１が延在する電子の振動方向とが一致し、与える電波の磁場方向とコイル１１およびコイル１２内を流れる環状電流によって電磁誘導される磁力方向とが直交するとする。このとき、ワイヤ５１は磁場に機能し、コイル１１およびコイル１２は電場に機能する。すなわち、ワイヤ５１に沿って振動する電子は、磁場に対して機能する。またコイル１１およびコイル１２は電場に対して機能する。

　このように、磁場に対して機能することは比透磁率μ_rを制御することになり、電場に対して機能することは比誘電率ε_rを制御することになる。したがって、波動制御媒質５０は、複数の構造体を組み合わせることで、比透磁率および比誘電率を望みの値に自由度高く制御することができる。

　本実施形態に係る波動制御媒質５０によれば、第１実施形態に係る波動制御媒質１０と同様の効果に加え、コイル１１およびコイル１２のらせん構造のみで望みとする物性を得ることが困難な場合に、ワイヤ５１の構造体を組み合わせることで機能の役割分担を行い、比透磁率および／または比誘電率を微調整することができる。さらに、波動制御媒質５０によれば、ワイヤ５１とコイル１１との間でコンデンサの役割も有するため、波動制御媒質１０よりもキャパシタンスを増加させることができる。

（３）波動制御媒質５０の変形例１
　次に、図９を参照して、波動制御媒質５０の変形例１について説明する。図９は、波動制御媒質５０の変形例１である波動制御媒質６０の構成例を示す斜視図である。波動制御媒質６０は、ワイヤがコイルの外部に位置し、かつ、コイルの中心軸と直交する方向に延在している点が、波動制御媒質５０と相違する。波動制御媒質６０のその他の構成は、波動制御媒質５０の構成と同様である。

　図９に示すように、波動制御媒質６０は、コイル１１およびコイル１２の外側に、コイル１１およびコイル１２のらせん構造の中心軸と直交する方向に延在した棒状かつ細線のワイヤ６１が備えられている。ワイヤ６１は、コイル１２と微細な間隔だけ離間して配置されている。

　波動制御媒質６０では、与える電波の電場方向とワイヤ６１が延在する電子の振動方向とが一致し、与える電波の磁場方向とコイル１１およびコイル１２内を流れる環状電流によって電磁誘導される磁力方向とが一致するとする。このとき、ワイヤ６１は電場に機能し、コイル１１およびコイル１２は磁場に機能する。すなわち、ワイヤ６１に沿って振動する電子は、電場に対して機能する。またコイル１１およびコイル１２に沿って電子が振動することで環状電流が生じると、電磁誘導の原理でコイル１１およびコイル１２中央の中心軸位置に磁力が誘起され、その結果コイル１１およびコイル１２コイルは磁場に対して機能する。

　このように、電場に対して機能することは比誘電率ε_rを制御することになり、磁場に対して機能することは比透磁率μ_rを制御することになる。したがって、波動制御媒質６０は、複数の構造体を組み合わせることで、比誘電率や比透磁率を望みの値に自由度高く制御することができる。

　本変形例に係る波動制御媒質６０によれば、波動制御媒質５０と同様に、コイル１１およびコイル１２のらせん構造のみで望みとする物性を得ることが困難な場合に、ワイヤ６１の構造体を組み合わせることで機能の役割分担を行い、比誘電率および／または比透磁率を微調整することができる。

（４）波動制御媒質５０の変形例２
　次に、図１０を参照して、波動制御媒質５０の変形例２について説明する。図１０は、波動制御媒質５０の変形例２である波動制御媒質７０の構成例を示す斜視図である。波動制御媒質７０は、ワイヤがコイルの外部に位置している点が、波動制御媒質５０と相違する。波動制御媒質７０のその他の構成は、波動制御媒質５０の構成と同様である。

　図１０に示すように、波動制御媒質７０は、コイル１１およびコイル１２の外側に、コイル１１およびコイル１２のらせん構造の中心軸と平行な方向に延在した棒状かつ細線のワイヤ７１が備えられている。ワイヤ７１は、コイル１２と微細な間隔だけ離間して配置されている。

　波動制御媒質７０では、与える電波の電場方向とワイヤ７１が延在する電子の振動方向とが一致し、与える電波の磁場方向とコイル１１およびコイル１２内を流れる環状電流によって電磁誘導される磁力方向とが直交するとする。このとき、ワイヤ７１は磁場に機能し、コイル１１およびコイル１２は電場に機能する。すなわち、ワイヤ７１に沿って振動する電子は、磁場に対して機能する。またコイル１１およびコイル１２は電場に対して機能する。

　本変形例に係る波動制御媒質７０によれば、波動制御媒質５０と同様の効果を有することができる。

９．第９実施形態（プレート構造との組合せ）
（１）波動制御媒質８０の構成例
　次に、図１１を参照して、本技術の第９実施形態に係る波動制御媒質８０の構成例について説明する。図１１は、本実施形態に係る波動制御媒質８０の構成例を示す斜視図である。波動制御媒質８０が第１実施形態に係る波動制御媒質１０と相違する点は、二重コイル構造に、プレート構造が組み合わされている点である。波動制御媒質８０のその他の構成は、波動制御媒質１０の構成と同様である。

　図１１に示すように、波動制御媒質８０は、波動制御媒質１０と同様に、コイル１１およびコイル１２を備えている。さらに、波動制御媒質８０は、コイル１１およびコイル１２の外側に、コイル１１およびコイル１２のらせん構造の中心軸と平行な方向に延在した薄い板状のプレート８１が備えられている。プレート８１は、コイル１２と微細な間隔だけ離間して配置されている。

　プレート８１は、コイル１１およびコイル１２同様に、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料からなる細線で形成されている。また、プレート８１は、コイル１１およびコイル１２の材質と、同一である必要はなく、それぞれ異なる材質であってもよい。さらに、プレート８１の枚数は、１枚に限らず、２枚以上であってもよい。なお、プレート８１は、コイル１１内側のらせん構造の中心軸位置に、中心軸が延在する方向にコイル１１と離間して備えることもできる。この場合、プレート８１とコイル１１との間でコンデンサの役割を有するため、波動制御媒質１０よりもキャパシタンスを増加させることができる。

　波動制御媒質８０では、与える電波の電場方向とプレート８１が延在する電子の振動方向とが一致し、与える電波の磁場方向とコイル１１およびコイル１２内を流れる環状電流によって電磁誘導される磁力方向とが直交するとする。このとき、プレート８１は磁場に機能し、コイル１１およびコイル１２は電場に機能する。すなわち、プレート８１に沿って振動する電子は、磁場に対して機能する。またコイル１１およびコイル１２は電場に対して機能する。

　このように、磁場に対して機能することは比透磁率μ_rを制御することになり、電場に対して機能することは比誘電率ε_rを制御することになる。したがって、波動制御媒質８０は、複数の構造体を組み合わせることで、比透磁率および比誘電率を望みの値に自由度高く制御することができる。

　本実施形態に係る波動制御媒質８０によれば、第１実施形態に係る波動制御媒質１０と同様の効果に加え、コイル１１およびコイル１２のらせん構造のみで望みとする物性を得ることが困難な場合に、プレート８１の構造体を組み合わせることで機能の役割分担を行い、比透磁率および／または比誘電率を微調整することができる。

（２）波動制御媒質８０の変形例
　次に、図１２を参照して、波動制御媒質８０の変形例について説明する。図１２は、波動制御媒質８０の変形例である波動制御媒質９０の構成例を示す斜視図である。波動制御媒質９０は、プレートがコイルの中心軸と直交する方向に延在している点が、波動制御媒質８０と相違する。波動制御媒質９０のその他の構成は、波動制御媒質９０の構成と同様である。

　図１２に示すように、波動制御媒質９０は、コイル１１およびコイル１２の外側に、コイル１１およびコイル１２のらせん構造の中心軸と直交する方向に延在した板状かつ細線のプレート９１が備えられている。プレート９１は、コイル１２と微細な間隔だけ離間して配置されている。

　波動制御媒質９０では、与える電波の電場方向とプレート９１が延在する電子の振動方向とが一致し、与える電波の磁場方向とコイル１１およびコイル１２内を流れる環状電流によって電磁誘導される磁力方向とが一致するとする。このとき、プレート９１は電場に機能し、コイル１１およびコイル１２は磁場に機能する。すなわち、プレート９１に沿って振動する電子は、電場に対して機能する。またコイル１１およびコイル１２に沿って電子が振動することで環状電流が生じると、電磁誘導の原理でコイル１１およびコイル１２中央の中心軸位置に磁力が誘起され、その結果コイル１１およびコイル１２コイルは磁場に対して機能する。

　このように、電場に対して機能することは比誘電率ε_rを制御することになり、磁場に対して機能することは比透磁率μ_rを制御することになる。したがって、波動制御媒質９０は、複数の構造体を組み合わせることで、比誘電率や比透磁率を望みの値に自由度高く制御することができる。

　本変形例に係る波動制御媒質９０によれば、波動制御媒質８０と同様に、コイル１１およびコイル１２のらせん構造のみで望みとする物性を得ることが困難な場合に、プレート８１の構造体を組み合わせることで機能の役割分担を行い、比誘電率および／または比透磁率を微調整することができる。

１０．第１０実施形態（球体構造との組合せ）
　次に、図１３を参照して、本技術の第１０実施形態に係る波動制御媒質１００の構成例について説明する。図１３は、本実施形態に係る波動制御媒質１００の構成例を示す斜視図である。波動制御媒質１００が第１実施形態に係る波動制御媒質１０と相違する点は、二重コイル構造に、球体構造が組み合わされている点である。波動制御媒質１００のその他の構成は、波動制御媒質１０の構成と同様である。

　図１３に示すように、波動制御媒質１００は、波動制御媒質１０と同様に、３次元微細構造体であるコイル１１およびコイル１２を備えている。さらに、波動制御媒質１００は、コイル１１内側のらせん構造の中心軸位置に、中心軸が延在する方向に配列した複数の球体１０１が備えられている。球体１０１は、コイル１１と微細な間隔だけ離間して配置されている。

　球体１０１は、コイル１１およびコイル１２同様に、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料で形成されている。また、球体１０１は、コイル１１およびコイル１２の材質と、同一である必要はなく、それぞれ異なる材質であってもよい。さらに、球体１０１の個数に限定はなく、何個であってもよい。なお、球体１０１は、コイル１１およびコイル１２の外側に配置することもできる。

　波動制御媒質１００では、与える電波の電場方向と球体１０１が配列する電子の振動方向とが一致し、与える電波の磁場方向とコイル１１およびコイル１２内を流れる環状電流によって電磁誘導される磁力方向とが直交するとする。このとき、球体１０１は磁場に機能し、コイル１１およびコイル１２は電場に機能する。すなわち、球体１０１に沿って振動する電子は、磁場に対して機能する。またコイル１１およびコイル１２は電場に対して機能する。

　本実施形態に係る波動制御媒質１００によれば、第１実施形態に係る波動制御媒質１０と同様の効果に加え、コイル１１およびコイル１２のらせん構造のみで望みとする物性を得ることが困難な場合に、球体１０１の構造体を組み合わせることで機能の役割分担を行い、比透磁率および／または比誘電率を微調整することができる。さらに、波動制御媒質１００によれば、球体１０１とコイル１１との間でコンデンサの役割も有するため、波動制御媒質１０よりもキャパシタンスを増加させることができる。

１１．第１１実施形態（電磁波吸収部材）
　次に、図１４を参照して、本技術の第１１実施形態に係る電磁波吸収部材１１０の構成例について説明する。図１４は、本実施形態に係る電磁波吸収部材１１０の構成例を示す延在方向に垂直な断面図である。

　図１４に示すように、電磁波吸収部材（電磁波吸収シート）１１０は、延在方向に垂直な断面が水平方向に広がった長方形の形状を成している。電磁波吸収部材１１０は、下部に支持体１１１を備え、支持体１１１の上部に波動制御媒質１１２を備えている。支持体１１１は、金属、誘電体または樹脂で形成されている。

　波動制御媒質１１２は、上述の波動制御媒質１０～１００のいずれかを、アレイ構造に集積され、または複数分散配置された波動制御素子の樹脂を有するメタマテリアルである。

　電磁波吸収部材１１０は、波動制御媒質１１２によって電磁波を吸収する方向に屈折率を制御することにより、照射された電磁波を吸収することができる。また、電磁波吸収部材１１０は、波動制御媒質１１２によって電磁波を遮蔽する方向に屈折率を制御することにより、照射された電磁波を遮蔽する電磁波遮蔽部材として用いることもできる。さらに、電磁波吸収部材１１０は、ＥＴＣやレーダーなどのセンサに適用することができる。

１２．第１２実施形態（電磁波導波路）
（１）電磁波導波路１２０の構成例
　次に、図１５を参照して、本技術の第１２実施形態に係る電磁波導波路１２０の構成例について説明する。図１５は、本実施形態に係る電磁波導波路１２０の構成例を示す延在方向に垂直な断面図である。

　図１５に示すように、電磁波導波路１２０は、延在方向に垂直な断面が水平方向に広がった長方形の形状を成している。電磁波導波路１２０は、下部に支持体１２１を備え、支持体１２１の上部に二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）または誘電体の媒質１２２を備えている。支持体１２１は、ケイ素（Ｓｉ）、金属、誘電体または樹脂で形成されている。

　媒質１２２中央部の支持体１２１との接触位置に、断面が水平方向に広がった長方形の形状を成した導波管１２３を備えている。導波管１２３は、上述の波動制御媒質１０～１００のいずれかを、アレイ構造に集積され、または複数分散配置された波動制御素子の樹脂を有するメタマテリアルで形成されている。なお、電磁波導波路１２０および導波管１２３の形状は、本実施形態に限られず、円筒形状等であってもよい。

　電磁波導波路１２０は、上記構成により、導波管１２３へ導いた電磁波の屈折率を制御することができる。また、電磁波導波路１２０は、演算素子に備えることができる。

（２）電磁波導波路１２０の変形例
　次に、図１６を参照して、電磁波導波路１２０の構成例について説明する。図１６は、電磁波導波路１２０の変形例である電磁波導波路１３０の構成例を示す延在方向に垂直な断面図である。電磁波導波路１３０は、導波管内に波動制御媒質以外の材質の層が形成されている点が、電磁波導波路１２０と相違する。電磁波導波路１３０の全体形状は、電磁波導波路１２０と同様である。

　図１６に示すように、電磁波導波路１３０は、延在方向に垂直な断面が水平方向に広がった長方形の形状を成している。電磁波導波路１３０は、下部に支持体１３１を備え、支持体１３１の上部に二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）または誘電体の媒質１３２を備えている。支持体１３１は、金属、誘電体または樹脂で形成されている。

　媒質１３２中央部の支持体１３１との接触位置に、断面が水平方向に広がった長方形の形状を成した導波管１３３を備えている。導波管１３３は、上述の波動制御媒質１０～１００のいずれかを、アレイ構造に集積され、または複数分散配置された波動制御素子の樹脂を有するメタマテリアルで形成されている。さらに、導波管１３３中央部の支持体１３１との接触位置には、導波管１３３と同形状のケイ素（Ｓｉ）または樹脂の媒質層１３４が形成されている。

　電磁波導波路１３０は、上記構成により、導波管１３３へ導いた電磁波の屈折率を制御することができる。

１３．比帯域幅
　次に、図１７を参照して、本技術の上記実施形態に係る波動制御媒質を有するメタマテリアルの比帯域幅について説明する。図１７は、上記実施形態に係る波動制御媒質を有するメタマテリアルの比帯域幅の一例を説明するグラフである。

　図１７のグラフの縦軸は周波数ｆを示し、横軸は周波数の帯域Ｂを示している。図１７の曲線Ｋは、上記実施形態に係る波動制御媒質を有するメタマテリアルの帯域幅Ｂと周波数ｆとの関係を示している。

　曲線Ｋから、上記メタマテリアルの比帯域幅を求める。ここで、帯域幅とは、ピーク周波数の２^－１／２の周波数の帯域間距離をいい、比帯域幅とは、帯域幅を中心周波数であるピーク周波数で割ったものをいう。

　曲線Ｋでは、帯域Ｂｃのときピーク周波数ｆｃであり、帯域Ｂ_１およびＢ_２のときピーク周波数の２^－１／２の周波数ｆ_１である。したがって、曲線Ｋでは、帯域幅がＢ_２－Ｂ_１であり、比帯域幅が（Ｂ_２－Ｂ_１）／ｆｃとなる。

　以上より、上記実施形態に係る波動制御媒質は、応答の比帯域幅が３０％以上であり、かつその比帯域幅における吸収強度が５０％以上である場合が、最適である。したがって、上記実施形態によれば、上記実施形態に係る波動制御媒質を備え、応答の比帯域幅が３０％以上であり、かつその比帯域幅における吸収強度が５０％以上である、波動制御素子を提供することができる。なお、この波動制御素子は、上記波動制御媒質がアレイ構造に集積されたものであってもよく、複数分散配置されたものであってもよい。

１４．その他の適用用途
　次に、本技術の上記実施形態に係る波動制御媒質を有するメタマテリアルの適用用途について説明する。

　上記実施形態に係る波動制御媒質を有するメタマテリアルは、上述した用途の他、送受信または受発光を行う波動制御装置、小型アンテナ、低背アンテナ、周波数選択フィルタ、人工磁気導体、エレクトロバンドギャップ部材、ノイズ対策部材、アイソレータ、電波レンズ、レーダー部材、光学レンズ、光学フィルム、テラヘルツ用光学素子、電波および光学迷彩・不可視化部材、放熱部材、遮熱部材、蓄熱部材、電磁波の変復調、波長変換等、非線形デバイス、スピーカー、等に適用することができる。

　なお、本技術では、以下の構成を取ることができる。
（１）
　基部と、らせん部と、前記基部および前記らせん部の間に配置された整合素子と、を有する３次元微細構造体を備え、
　前記３次元微細構造体が、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料から形成される、波動制御媒質。
（２）
　前記らせん部が、多層構造に形成されている、（１）に記載の波動制御媒質。
（３）
　前記らせん部が、円錐形状に形成されている、（１）または（２）に記載の波動制御媒質。
（４）
　前記３次元微細構造体を少なくとも２つ備える、（１）から（３）のいずれか一つに記載の波動制御媒質。
（５）
　少なくとも２つの前記３次元微細構造体が、互いに接することなく対向して絡み合った連続構造に形成されている、（４）に記載の波動制御媒質。
（６）
　前記３次元微細構造体のうち少なくとも一方が、ワイヤ形状、プレート形状、球体形状のいずれか一つに形成されている、（４）または（５）に記載の波動制御媒質。
（７）
　（１）から（６）のいずれか一つに記載の波動制御媒質がアレイ構造に集積された波動制御素子。
（８）
　（１）から（６）のいずれか一つに記載の波動制御媒質が複数分散配置された波動制御素子。
（９）
　（１）から（６）のいずれか一つに記載の波動制御媒質を備え、応答の比帯域幅が３０％以上であり、かつ前記比帯域幅における吸収強度が５０％以上である、波動制御素子。
（１０）
　（１）から（６）のいずれか一つに記載の波動制御媒質を有する波動制御部材。
（１１）
　（１）から（６）のいずれかに記載の波動制御媒質を有するメタマテリアルを備える波動制御装置。
（１２）
　（１）から（６）のいずれかに記載の波動制御媒質を有する、電磁波の吸収および／または遮蔽部材を備える波動制御装置。
（１３）
　（１）から（６）のいずれかに記載の波動制御媒質を含む、電磁波の吸収および／または遮蔽部材を有するセンサを備える波動制御装置。
（１４）
　（１）から（６）のいずれか一つに記載の波動制御媒質を用いて送受信または受発光を行う、波動制御装置。
（１５）
　金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料からなる微細構造体を、有機物の自己組織化を利用した分子鋳型により３次元構造に形成する、波動制御媒質の製造方法。

１、５、７　波動制御媒質
２　基部
３、８、９　らせん部
４、６　整合素子
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００　３次元構造体
１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２　コイル
５１、６１、７１　ワイヤ
８１、９１　プレート
１０１　球体
１１０　電磁波吸収シート
１１１、１２１、１３１　支持体
１１２　波動制御媒質
１２０、１３０　電磁波導波路
１２２、１３２　媒質
１２３、１３３　導波管
１３４　媒質層

Claims

　基部と、らせん部と、前記基部および前記らせん部の間に配置された整合素子と、を有する３次元微細構造体を備え、
　前記３次元微細構造体が、金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料から形成される、波動制御媒質。
　前記らせん部が、多層構造に形成されている、請求項１に記載の波動制御媒質。
　前記らせん部が、円錐形状に形成されている、請求項１に記載の波動制御媒質。
　前記３次元微細構造体を少なくとも２つ備える、請求項１に記載の波動制御媒質。
　少なくとも２つの前記３次元微細構造体が、互いに接することなく対向して絡み合った連続構造に形成されている、請求項４に記載の波動制御媒質。
　前記３次元微細構造体のうち少なくとも一方が、ワイヤ形状、プレート形状、球体形状のいずれか一つに形成されている、請求項４に記載の波動制御媒質。
　請求項１に記載の波動制御媒質がアレイ構造に集積された波動制御素子。
　請求項１に記載の波動制御媒質が複数分散配置された波動制御素子。
　請求項１に記載の波動制御媒質を備え、応答の比帯域幅が３０％以上であり、かつ前記比帯域幅における吸収強度が５０％以上である、波動制御素子。
　請求項１に記載の波動制御媒質を有する波動制御部材。
　請求項１に記載の波動制御媒質を有するメタマテリアルを備える波動制御装置。
　請求項１に記載の波動制御媒質を有する、電磁波の吸収および／または遮蔽部材を備える波動制御装置。
　請求項１に記載の波動制御媒質を含む、電磁波の吸収および／または遮蔽部材を有するセンサを備える波動制御装置。
　請求項１に記載の波動制御媒質を用いて送受信または受発光を行う、波動制御装置。
　金属、誘電体、磁性体、半導体、超伝導体のいずれか一つ、または、これらの複数の組合せから選択された材料からなる微細構造体を、有機物の自己組織化を利用した分子鋳型により３次元構造に形成する、波動制御媒質の製造方法。