原理、構造
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/02/14 08:30 UTC 版)
圧電体を2枚の電極で挟んだ素子を基本として各種の構造を持つ。用途により、電極に振動板などが取り付けられている。通常、特定の周波数で振動振幅が最も大きくなる。 モノモルフ（ユニモルフ） 圧電スピーカなどに多い。薄手の圧電素子と金属板を貼り合わせた構造である。圧電素子が面内で伸び縮みすると貼り合わせた金属板の寸法はそのままであるため反りが生ずる。圧電素子に加える電圧により発生する振動や変位を利用する。 バイモルフ 2枚の圧電素子を貼り合わせた構造。比較的大き目の変位を得る場合に用いる。2枚の圧電素子のそれぞれに差動的な電圧を加えると伸縮方向が反対になるため反りが生ずる。カンチレバー構造にすると先端が変位することを利用して位置決め素子として使用できる。 積層型 多数の圧電素子を重ねて棒状にしたもので、厚み方向の変位を利用するもの。 なお、アクチュエータとして説明したが、変位から電圧を得るセンサとしてももちろん使用できる。
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原理・構造
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2016/10/13 09:07 UTC 版)
「磁化誘起第二次高調波発生」の記事における「原理・構造」の解説
ナノスケール磁性構造体において第二次高調波発生（SHG : second harmonic generation）、磁気誘導第二高調波発生（MSHG : magnetization-induced second harmonic generation）が生じる。MSHGは非線形磁気光学効果の基本的な現象の1つであり、MSHGの磁気光学効果は通常の線形の磁気光学特性である磁気光学カー効果やファラデー効果に比べて大きいことから、磁性体の非線形磁気光学が大きな関心を集めている。 一方、非線形光学効果（SHG）は表面及び界面の構造に敏感である。1つ目の理由は、二次の非線形感受率テンソルは物質内部ではなく界面にのみ存在するからである。そして界面の反転対称性の破れから発生する第二次高調波の光強度は入射光の強度の2乗に比例して大きくなる。2つ目の理由は、界面における光の波長よりはるかに小さな構造体においても反応を示すことにある。例えば表面プラズモン共鳴のような光の局所的な共鳴が原因として挙げられる。このように表面や界面及びその構造にSHG信号が非常に敏感な為、ナノ構造体におけるMSHGの発生機構を調べられている。 ナノスケール磁性構造体におけるMSHGの影響を調べるために、誘電率の異なる2種類の誘電体の周期構造の中間層に磁性ガーネット（Bi:YIG）薄膜を挟みこんだ1次元磁性フォトニック結晶（1D-MPC）について検討が行われている。1D-MPCではBi:YIG欠陥層中の光の局所化効果により局在モードにおけるSHG発生効率の増大し、また縦カー配置において局在モードで大きな非線形磁気光学カー回転角が示されている。表面プラズモン共鳴と非線形光学効果、非線形磁気光学効果との関係も探査されている。
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原理・構造
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/07/23 18:51 UTC 版)
「磁性フォトニック結晶」の記事における「原理・構造」の解説
異なる屈折率を持つ2種類以上の材料が、光の波長スケールで周期的に配列された構造物は、フォトニック結晶 (PC) と呼ばれている。フォトニック結晶は、 固体結晶中において電子の存在を許さないバンドギャップが存在することと同様に、フォトンの存在を許さないバンドギャップ （フォトニックバンドギャップ）を発現する。 バンド端波長の光の群速度が低下する。 などの特徴を有している。 磁性フォトニック結晶は、誘電体多層膜で磁性体を挟んだ構造をしており、この欠陥層によりフォトニックバンドギャップ内に局在モードが発現する。この現象に起因し、磁性フォトニック結晶は、 高い透過率を有しつつ磁気光学効果を増大する。 磁化誘起第二次高調波発生 (MSHG) を生じる。 光の磁界制御が可能になる。 などの特徴を有している。 実際、欠陥層に透明な磁性体である Bi:YIG を用いた構造の作製、評価を行った結果、高い透過率を有しつつ単層膜の約10倍という大きなファラデー回転角の増大が確認されている。
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原理・構造
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/04/07 02:42 UTC 版)
フォトニック結晶中の光の伝播は半導体中の電子の伝導と基礎方程式が同じ形で、波の性質もよく似ている。半導体中の電子の物質波に伝導帯・価電子帯・禁制帯があるのと同様、フォトニック結晶中で電磁波の伝播が許される波長帯域（パスバンド、通過域）・禁制帯域（バンドギャップ、遮断域）がある。 フォトニック結晶はナノ構造内部の光の回折・散乱・干渉を利用するので、可視光帯で用いるフォトニック結晶の構造周期は波長の半分程度、つまり200nm 程度で極めて微細である。そのためフォトニック結晶の作製は容易ではない。大規模で複雑なナノプロセスへの依存を最小限で済ませるため、自己組織化を利用したフォトニック結晶作製法も試みられている。また、1mm前後の孔をもつ母材を線引きすることでナノ構造をもつ光ファイバー（フォトニック結晶ファイバー）を作製する方法も実用化されている。
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原理・構造
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/11 02:37 UTC 版)
鉛蓄電池の電極における化学反応は下記で示され、PbとPbO2におけるPbの酸化数の差を利用した電池である。 放電時充電時負極 Pb + SO 4 2 − ⟶ PbSO 4 + 2 e − {\displaystyle {\ce {Pb\ +SO4^{2-}->PbSO4\ +2{\mathit {e}}^{-}}}} PbSO 4 + 2 e − ⟶ Pb + SO 4 2 − {\displaystyle {\ce {PbSO4\ +2{\mathit {e}}^{-}->Pb\ +SO4^{2-}}}} 正極 PbO 2 + 4 H + + SO 4 2 − + 2 e − ⟶ PbSO 4 + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {PbO2\ +4H^{+}\ +SO4^{2-}\ +2{\mathit {e}}^{-}->PbSO4\ +2H2O}}} PbSO 4 + 2 H 2 O ⟶ PbO 2 + 4 H + + SO 4 2 − + 2 e − {\displaystyle {\ce {PbSO4\ +2H2O->PbO2\ +4H^{+}\ +SO4^{2-}\ +2{\mathit {e}}^{-}}}} 上の2本の式は1本にまとめることができる Pb + PbO 2 + 2 H 2 SO 4 ⟶ 2 PbSO 4 + 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {Pb\ +PbO2\ +2H2SO4\longrightarrow 2PbSO4\ +2H2O}}} 鉛蓄電池の構造は次の通りである。 正極電極格子: 鉛、または鉛合金 活物質: 二酸化鉛 PbO2 負極電極格子: 鉛、または鉛合金 活物質: 鉛 Pb 電解液: 希硫酸（H2SO4）濃度:30-35%程度を用途別にJISで規定 セパレーター: 合成樹脂製で多孔質の隔離板 電槽・ふた: 正極・負極板・セパレータを組み合わせた極群や電解液を収納する容器 他に電極端子や安全弁、それらのシール材や表示物がある。 従来の鉛だけで構成される電極格子に代わり、新たな材質として鉛とスズ、カルシウムの合金が使われている。材質の改良などにより自己放電が減少し、1年に20%程度しか消耗しないようになった。 水系の電解液を使用しているにも関わらず水が電気分解する電圧(1.23V)よりも高い電圧(約2V)にできるのは、負極材である鉛の水素過電圧が大きく、水素イオンが水素分子となりにくいためである。
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