科学者たちは、海水中の塩分濃度を測定するための画期的な二次元(2D)フォトニック結晶(PC)センサーを開発しました。このセンサーは、2D PCの特殊な光屈折特性を利用しており、非常に正確で精密な塩分濃度の測定を可能にします。この新しい技術は、海洋科学にとって大きな進歩と言えるでしょう。
研究者たちは、センサー内の微小構造のサイズや間隔など、さまざまな要素を慎重に調整しました。その結果、最適な性能は、六角形の対角線の半分(R)を500ナノメートル、円柱間の距離(D)を250ナノメートル、周期数(N)を5に設定した場合に得られました。この条件下で、センサーは優れた結果を示しました。具体的には、感度525 nm/RIU、性能指数(FOM)80.7 RIU⁻¹、品質係数(Q)375です。
このセンサーはどのように機能するのでしょうか? 海水が導入された後、光がセンサーを通過する様子を分析します。塩の存在は、光スペクトル内に特定のシグナルを生み出し、このシグナルは塩分濃度に応じて変化します。この技術は、日本の豊かな海洋環境のモニタリングや、海水から飲料水を作る淡水化プロセスの改善に貢献する可能性を秘めており、今後の発展が期待されます。