テラヘルツ波のメカニズムと各種材料・部材への吸収、透過、遮蔽特性とその応用

第1部 テラヘルツ波の基礎知識と産業応用

(2021年12月13日 13:00～14:10)

　近年、次世代の6G通信技術の開発などでテラヘルツ波が再び脚光を浴びるようになってきた。本講座では新規産業を創出する観点からテラヘルツ波で何ができるのか、どのような産業が創出できるのかを基礎から開発事例まで含めて解説する。

1. テラヘルツ波の基礎
   1. テラヘルツ波の特徴
   2. テラヘルツ波センシング・イメージング
   3. テラヘルツ波光源
   4. テラヘルツ波検出器
2. テラヘルツ波システムと産業応用
   1. 産業応用分野とシステム
   2. 安全安心応用
   3. 通信応用
   4. バイオメディカル応用
3. まとめと今後の展望
• 質疑応答

第2部 カーボンナノチューブによるシート状フレキシブルテラヘルツ帯イメージャーと検査分析応用

(2021年12月14日 14:20〜15:20)

　カーボンナノチューブ材料の光・熱物性制御、並びに形状可変なシート状テラヘ ルツ帯マルチビューイメージャーについて、その応用事例も含めて解説する。

1. カーボンナノチューブ材料の光・熱物性制御
   1. テラヘルツ素子応用としてのカーボンナノチューブ
   2. 熱構造設計
   3. フェルミ準位チューニング
2. シート状テラヘルツイメージャー
   1. セルフアライン式架橋センサアレイパターニング
   2. カプセル型反射系イメージャー
   3. 内視鏡型透過系イメージャー
3. マルチビューイメージングとその応用
   1. 工業製品
   2. インフラ
   3. 移動体との結合
   4. 情報処理技術の利用
• 質疑応答

第3部 水酸化アルミニウムのテラヘルツ波特性とその応用について

(2021年12月14日 15:30〜16:30)

　テラヘルツ帯域では、糖類やアミノ酸など様々な物質が固有の吸収スペクトル (指紋スペクトル) を示すことが知られており、水酸化アルミニウムもそのひとつです。本講演では、水酸化アルミニウムのテラヘルツ波吸収特性と、それを活用した材料評価技術への応用について説明します。

1. はじめに
2. 水酸化アルミニウムのテラヘルツ波吸収特性
3. 材料評価技術への応用
   1. 樹脂中の水酸化アルミニウム含有量の定量
   2. 樹脂中の水酸化アルミニウムの加熱分解の評価
4. テラヘルツ波を用いた非破壊検査技術への取り組み
   1. セラミックス材料への応用展開
   2. 文化財関連への応用展開
• 質疑応答

第4部 藻類めっきから金属マイクロコイルの製造:次世代電波吸収シートへの展開

(2021年12月14日 10:10～11:10)

　らせん藻類スピルリナから金属マイクロコイルの量産プロセスを開発した。この分散シートは、ミリ波・テラヘルツ帯の電波吸収に有効であり、次世代情報通信のインフラ材料として期待される。

1. 藻類から金属マイクロコイルの製造
   1. 藻類スピルリナの無電解めっき
   2. らせん形状の制御
   3. バイオテンプレート技術
2. 金属マイクロコイルの分散シート電磁波応答
   1. ミリ波・テラヘルツ帯電磁波応答
   2. 左巻き金属マイクロコイルのテラヘルツ帯旋光性
   3. 金属マイクロコイル1本のテラヘルツ波吸収と再放射
3. 金属マイクロコイル研究の展開
   1. >300GHz広帯域高効率電波吸収シート
   2. THzイメージングによる特性評価の高速スクリーニング
   3. 微小電極間のマイクロコイル運動
   4. 光学活性、力学特性、今後の展望
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第5部 テラヘルツ分光による高分子高次構造の解明とその応用

(2021年12月14日 11:20〜12:20)

　テラヘルツ周波数帯には、高分子高次構造や吸着水のダイナミクスを反映したスペクトル構造が観測される.本講演では、高分子をテーマにテラヘルツ分光の具体例を紹介する.

1. テラヘルツ分光の基礎
2. 高分子のテラヘルツ分光でわかる事
3. 高分子吸着水の分光
4. 産業応用に向けたテラヘルツ分光応用
• 質疑応答

第6部 メタマテリアルにおけるテラヘルツ波周辺部材への応用の可能性

(2021年12月14日 13:10〜14:10)

　メタマテリアルは入射波長より小さいサブ波長構造で構成され、微細加工技術を駆使して実現される新しい人工光学材料として注目されている。本セミナーでは、当研究室で開発してきたテラヘルツ波メタマテリアルを解説する。

1. はじめに
   1. 研究室のコア技術
   2. メタマテリアル
   3. 産業応用が期待されるTHz波
2. 電磁誘起透明化 (EIT) 現象を引き起こすEITメタマテリアル
   1. デバイス概要
   2. 数値計算
   3. 製作方法
   4. 製作結果
   5. 光学特性
   6. 分の1波長の厚さのサブ波長空間に光を閉じ込める完全吸収メタマテリアル
   7. デバイス概要
   8. 数値計算
   9. 製作方法
   10. 製作結果
   11. 光学特性
3. THz波を100%透過させるサブ波長無反射構造とTHz光源からの光取り出し効率の向上
   1. デバイス概要
   2. 数値計算
   3. 製作方法
   4. 製作結果
   5. 光学特性
• 質疑応答

第7部 有機結晶やMOFのテラヘルツ帯振動とその応用について

(2021年12月14日 14:20〜15:20)

　分子間相互作用が重要な役割を果たす有機結晶やMOF (PCP) の測定例を多く示し、 テラヘルツ分光による機能材料の分析・評価について解説する。

1. 固体のテラヘルツ帯振動
   1. 振動数の特に低い分子内振動
   2. 分子間相互作用に関する振動
   3. テラヘルツ分光装置の紹介
2. 有機結晶のテラヘルツ分光
   1. 結晶多形の識別
   2. 相転移の観測
   3. 欠陥 (不純物) の影響
   4. 偏光テラヘルツ波の活用
   5. 有機伝導体の固相合成
3. MOFのテラヘルツ分光
   1. MOFの概説
   2. MOFのテラヘルツ振動
   3. ガス吸着による振動の変化
• 質疑応答

第8部 ミリ波からテラヘルツ波に対応した透明電波吸収シートの開発

(2021年12月14日 15:30〜16:30)

　電波吸収部材はハード筐体、アンテナ筐体なくしては存在できない技術である。 しかし、不要電波を吸収する手段がミリ波、テラ波帯域になるにつれハード自体の技術では 困難になりつつある。本講義では電波吸収部材の設計からその必要性について解説する。

1. ミリ波・THz波帯電波吸収部材の現状
2. λ/4型電波吸収シートの開発品紹介
   1. λ/4型電波吸収シートの設計基礎
   2. λ/4型電波吸収シートの設計応用
   3. λ/4型電波吸収シートの2次元シミュレーション
3. 電波吸収シートの作製・評価方法
   1. 電波吸収シートの作製方法
   2. 電波吸収シートの評価方法
4. 電波吸収シートの今後
• 質疑応答