ポイント
メタマテリアルを用いて真空の屈折率1.0より低い屈折率0.35を実現
3次元構造により光の入射軸方向に対して完全な等方性を実現
透明化技術や高速光通信、高性能レンズなどに応用できる可能性
要旨
理化学研究所（理研）は、真空の屈折率1.0よりも低い屈折率0.35を実現した三次元メタマテリアルの作製に成功した。
これは、理研田中メタマテリアル研究室の田中拓男准主任研究員と国立台湾大学の蔡定平教授（当時台湾ITRC所長を兼務）らの国際共同研究グループによる成果。

メタマテリアルは、光を含む電磁波に応答するマイクロ〜ナノメートルスケールの共振器アンテナ素子を大量に集積化した人工物質で、共振器アンテナ素子をうまく設計することで、物質の光学特性を人工的に操作できるという特性を持っている。
これまで報告されているメタマテリアルのほとんどは、その共振器構造が二次元的な平面パターンを基板表面に加工したものであったため、ある特定の入射方向の光のみにしかメタマテリアルの特性を示さなかった。
国際共同研究グループが開発したメタマテリアルは、共振器アンテナ素子を三次元的に加工し、基板に垂直な方向に対して縦、横、斜め方向に立体的に配置したため、メタマテリアルに垂直な軸周りのどの方向からの光に対してもメタマテリアルの特性を発揮できる。

また、このような等方性を持つ三次元メタマテリアルを数ミリメートル角のサイズで実現したことも大きな成果。
作製したメタマテリアルの光学特性を測定した結果、32.8テラヘルツ（THz）の光に対して0.35という真空よりも低い屈折率を持つことを確認した。
このような物質は自然界には存在せず、極微細構造を用いて人工的に作り出して初めて実現できる物質。
真空よりも屈折率が低いメタマテリアルは、高速光通信や透明化技術]（透明マントなどの光学迷彩）、光学顕微鏡の限界を超える超分解能レンズ（スーパーレンズ）などに応用できる可能性がある。

田中拓男理研准主任研究員は、透明化技術や非常に小さい物が見えるレンズの開発につながるかもしれないと話しているという。
本研究成果は、ドイツの科学雑誌『Advanced Optical Materials』オンライン版（10月24日付け：日本時間10月24日）に掲載された。