HOME > Profile > NAGAO, Tadaaki
- Address
- 305-0044 1-1 Namiki Tsukuba Ibaraki JAPAN [Access]
Accepting Students
External affiliations
- Professor, Department of Condensed Matters Physics, Hokkaido University
Research
- Keywords
surface physics, radiative heat conversion, infrared sensing, optical nanomaterials/devices
https://www.jst.go.jp/crest/soukaimen/EN/crest/2013/Tadaaki_Nagao/index.html
PublicationsNIMS affiliated publications since 2004.
Research papers
- 石井 智, 長尾 忠昭. 放射冷却とゼーベック効果による24時間発電可能な環境発電. The Review of Laser Engineering. 51 [2] (2023) 82-86
- Phuoc Toan Tran, Thien Duc Ngo, Hai Dang Ngo, Ørjan Sele Handegård, Tadaaki Nagao. Metal-insulator-metal strip spectroscopic infrared photothermal absorber based on uniaxially oriented plasmonic lanthanum hexaboride films. Optics Express. 30 [21] (2022) 38630 10.1364/oe.463522 Open Access
- NAGAO, Tadaaki, 北村和夫, 飯塚義尚, 大島忠平, OTANI, Shigeki. surface phonons of LaB6(100):Deformation of boron octahedra at the surface. Surface Science. (1993) 436
Books
- 長尾 忠昭. ナノ・マイクロ構造を用いた熱ふく射制御. 株式会社 エヌ・ティー・エス, 2019
- NAGAO, Tadaaki. Electron Energy-Loss Spectroscopy. Springer, 2018
- ISHII, Satoshi, CHEN, Kai, SHINDE, Satish Laxman, DAO, Duy Thang, RAMU PASUPATHI, Sugavaneshwar, OKUYAMA, Hideo, KITAJIMA, Masahiro, MANPREET, Kaur, NAGAO, Tadaaki. Efficient absorption of sunlight using resonant nanoparticles for solar heat applications. , 2018, 241-253.
Proceedings
- 長尾 忠昭, ダオ デュイ タン, チェン カイ, 石井 智, 横山 喬大. Metamaterials for Spectroscopic Infrared Emitters and Sensors. META' 17 Incheon-Korea. (2017) 886
- Satoshi Ishii, Manpreet Kaur, Shunsuke Murai, Shinya Goya, Makoto Higashino, Katsuhisa Tanaka, Zih-Ying Yang, Kuo-Ping Chen, Tadaaki Nagao. Titanium nitride for light-to-heat and heat-to-light conversions. META 2021 Warsaw-Poland: The 11th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics Proceedings. (2021) 1-2
- シンデ サティッシュ ラクスマン, 石井 智, マンプリート カウアー, ダオ デュイ タン, 長尾 忠昭. Plasmonic transition metal nitride and carbide for photocatalytic and photothermal applications. META 2019 Lisbon-Portugal. (2019) 406-407
Presentations
- NAGAO, Tadaaki. Aluminum infrared plasmonic perfect absorbers for wavelength selective devices. SPIE Optics + Photonics, 2016. 2016
- WATANABE, Keisuke, HEMAM, Rachna, HERNANDEZ PINILLA, David, IWANAGA, Masanobu, NAGAO, Tadaaki. Silicon BIC metasurfaces for strong interactions with molecular vibrations. META 2024, The 14th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics. 2024 Invited
- 渡邊 敬介, ヘマム ラチナ デヴィ, エルナンデス ピニヤ ダビーッド, 岩長 祐伸, 長尾 忠昭. シリコンナノ構造における光増強場の形成と赤外増強分光. 電子情報通信学会 レーザ・量子エレクトロニクス研究会(2024年LQE5月研究会). 2024 Invited
Misc
- 長尾 忠昭. 金属元素を使用しない新しい蛍光体:カーボンドット. MATERIAL STAGE. (2021) 73-79
- 長尾 忠昭. グラフェンを用いた中赤外分光バイオセンサー. Journal of the Surface Science Society of Japan. (2016) 142 10.1380/jsssj.37.142 Open Access
- Satoshi Ishii, Min‐Wen Yu, Kuo‐Ping Chen, Tadaaki Nagao. Observation of Plasmoelectric Effect in Plasmonic Zirconium Nitride (Adv. Mater. Interfaces 1/2023). Advanced Materials Interfaces. 10 [1] (2023) 2370002 10.1002/admi.202370002 Open Access
Published patent applications
Society memberships
応用物理学会, 日本表面真空学会, 日本物理学会, Institute of Physics
Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA)
スペクトル制御された熱線利用材料の開拓とその応用
赤外線,熱吸収,熱放射,セラミック,ポラリトン,スペクトル制御
Overview
近年、ナノ構造を用いて材料表面の熱放射や熱吸収のスペクトル(波長分布)を制御する研究が大きく進展している。熱線の吸収や放射の強度やスペクトルは、材料の表面の構造と共に、材料内部の性質にも大きく左右される。そこで、多くの材料から光学的性質の適した材料を選びだし、その上で構造を設計し、性能を最大化することが求められている。当グループでは、材料の赤外物性探索とナノ微細構造による電磁場制御の2つの方法論を融合することで、特定波長に対して高い効率で熱放射や吸収を生じる熱光・光熱変換構造や、高い効率で太陽熱を利用する技術を実現した。
Novelty and originality
● 第一原理計算とナノスケール電磁場計算の複合化による材料探索法を開発した
● 赤外帯域で光学的な特性の良好な高耐熱な薄膜セラミック材料を開発した
● 赤外帯域で光学的な特性の良好な高耐熱な薄膜超合金材料を開発した
● 1200℃で動作する熱放射エミッターを開発した
● 3.2μmの放射波長で26 nmの半値幅をもつ狭帯域な熱吸収素子を開発した
Details
量子力学的赤外物性の予測技術とMaxwell電磁気学的なナノスケール赤外線制御技術とを融合し、太陽熱の吸収や熱線の放射・吸収現象の制御と、高効率なエネルギー利用のためのセラミックス微細構造を開発した(左図)。その応用として、特定波長の熱線しか放射しない1200℃動作のセラミックヒーター、太陽熱完全吸収材料および完全反射材料、中赤外で動作し波長分解能50 nmの赤外線センサー、近赤外で動作し波長分解8nmのセンサーを実証した。
Summary
所望の光熱変換や光電変換機能を発現させ実用に供するためには、電磁気学的な境界条件のエンジニアリングと物質合成や結晶学的な知見を踏まえた材料物理学的アプローチの両立が不可欠である。我々は赤外物性探索と表面電磁場設計とを相互に連携させた材料科学研究により、これをスペクトル制御型赤外線ヒーター、太陽熱発電、多波長赤外線センサーや温調技術に応用し、熱線研究における新機軸を生み出してゆく。