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【特集】次世代通信システム関連材料と技術

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電気光学ポリマー導波路とパッチアンテナアレイを用いたテラヘルツ光変調器の研究開発
Research and Development of Terahertz Optical Modulators Using Electro-Optic Polymer Waveguides and Patch Antenna Arrays

　6G以降の無線通信システムの超高速大容量化に向けて,テラヘルツ波を用いた光ファイバー無線(Radio-over-Fiber(RoF))が注目されている。テラヘルツ波を用いたRoFにおけるテラヘルツ無線信号から光信号への直接変換を実現するためには,超高速なテラヘルツ光変調器の開発が必要である。本稿では,著者らの研究グループで提案している電気光学(EO)ポリマーの転写法と,転写法によって作製されたEOポリマー導波路と上下配置パッチアンテナアレイ用いたテラヘルツ光変調器について解説する。

【目次】
1　はじめに
2　電気光学(EO)ポリマー膜の転写法を用いたデバイス作製プロセス
3　上下配置パッチアンテナアレイを用いたアンテナ結合型EO ポリマー光変調器の開発
4　まとめと展望

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空間型テラヘルツパワーメーター用吸収体の開発
Development in Terahertz Absorbers for Absolute Power Meters in Free Space
　
　電磁波の出力の絶対値を求めるパワーメーターの原理として,電磁波のエネルギーを吸収体で熱に変換し,吸収体の温度上昇を利用する手法が知られている。しかしながら,6Gの周波数帯では材料特性に起因して吸収率と熱応答性の両立が困難となり,高感度・高精度・数秒の応答時間を有するパワーメーターを実現できていない。そこで本研究では吸収率と熱応答性を両立した吸収体の開発に取り組んだ。本紙ではその詳細について記述する。

【目次】
1　研究背景
　1.1　Beyond 5G/6Gと従来のテラヘルツパワーメーター
　1.2　パワーメーターの応答時間の重要性
　1.3　吸収率と熱応答性の両立を妨げる要因
2　吸収率と高速熱応答性を両立したテラヘルツ波吸収体の開発
　2.1　吸収機構
　2.2　熱伝達機構
　　2.2.1　金属薄膜による熱応答性の向上
　　2.2.2　準中空構造による熱応答性の向上
　2.3　吸収体の作製方法
　　2.3.1　光造形3Dプリント技術を用いた樹脂中空構造体の製作
　　2.3.2　無電解めっき法を用いた金属薄膜の形成
　2.4　作製サンプル及び評価方法
　2.5　吸収特性および熱応答特性
　　2.5.1　Ni-Pめっき膜の導電損失による吸収率の向上
　　2.5.2　Ni-Pめっき膜厚が光学特性に与える影響
　　2.5.3　無電解めっき膜による熱応答特性の向上
　2.6　構造最適化による熱応答性の向上
3　今後

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高周波電波の究極的低損失立体伝送路の実現
Development of Superconducting Waveguide for Ultra-Low-Loss Propagation in the Millimeter-Band

　現在,多くのミリ波・サブミリ波帯受信機の伝送路には,高機能だが比較的複雑な導波管回路が使用されている。導波管材料に超伝導体を用いると,伝送損失を大幅に低減できる可能性があると考え,本研究では純ニオブ材を用いた100GHz 帯超伝導導波管を実際に製作して伝送特性を測定し,その有効性を確かめることに成功した。

【目次】
1　はじめに
2　超伝導導波管の研究状況
3　超伝導導波管の製作と評価方法
4　ミリ波(100 GHz 帯)の伝送特性
　4.1　VNAを用いた常温での測定
　4.2　超伝導ミクサを用いた極低温での測定
5　考察
6　まとめと今後～テラヘルツ波への応用にむけて～

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高精度テラヘルツ時間分解エリプソメトリによるワイドバンドギャップ半導体の伝導特性評価
High-Precision Terahertz Time Domain Ellipsometry for Evaluation of Conduction Properties in Wide Bandgap Semiconductors

　高精度のテラヘルツ時間領域エリプソメトリの開発により,これまで産業的に扱うのが困難であったテラヘルツ分光による半導体のキャリア密度や移動度の電気的特性評価を可能にし,半自動的に計測できるシステム開発に成功した。Si等の従来の半導体のみならず,GaNやSiCをはじめとするワイドギャップ半導体の評価に有効である。

【目次】
1　はじめに
2　計測システムについて
3　解析方法
4　ワイドギャップ半導体GaNでの測定結果
5　まとめ

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マイクロ光コム駆動型テラヘルツ通信(Photonic 6G)
Microcomb-Driven Terahertz Communication (Photonic 6G)

　本稿では,6G通信に向けたマイクロ光コムを利用したテラヘルツ(THz)波の生成と無線通信への応用について解説する。従来の電気的手法が持つ周波数や位相ノイズの問題を克服し,光学的手法による低位相ノイズのTHz 波生成と,テラヘルツ通信への応用が可能であることを示す。本技術は,次世代移動通信の基盤技術として期待される。

【目次】
1　はじめに
2　マイクロ光コムのフォトミキシングを用いたTHz波発生
3　マイクロ光コム駆動型THz通信(Photonic 6G)
4　まとめ

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[Material Report-R&Dー]

表面非改質親水性シリカナノフィラーの分散・凝集制御とポリマーとの複合化技術
Dispersion and Agglomeration Behavior Control of Hydrophilic Silica Nanofillers without Surface Modification for Fabricating Silica/Polymer Composites

　一般的なポリマー系コンポジットの調製において採用される無機ナノフィラーの表面改質を施さずに,ぬれの悪い状態のままで親水性シリカナノ粒子の均一ナノ分散を可能とするポリマー系ナノコンポジットの調製技術を紹介した。さらに,この技術により調製したコンポジットの特性に及ぼす,表面非改質シリカナノフィラーの分散すなわち親水性表面を有するフィラーとポリマー母相間の界面の影響についても言及した。

【目次】
1　はじめに
2　(親水性シリカ)/ポリマー系ナノコンポジットの調製
　2.1　ポリマー中への親水性シリカナノフィラーの分散戦略
　2.2　ナノコンポジット調製法の概略
3　ナノシリカフィラー粉の一次粒子凝集状態に関する各種特性
4　ポリマーとのブレンドによるナノシリカフィラー粉の解凝集性
5　(親水性シリカ)/ポリマー系ナノコンポジットの特性
　5.1　(親水性シリカ)/PP系ナノコンポジットの引張特性
　5.2　(親水性シリカ)/エポキシ樹脂系ナノコンポジットの熱的特性
6　まとめ

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[Market Data]

界面活性剤工業の市場動向

　2022年の界面活性剤工業は,2021年に比べ,国内生産も販売も減少した。近年では,2018年に120万トン台に乗せ,それ以外の年はずっと110万トン台であったが,2021年,2022年と連続して120万トン台を維持した。

【目次】
1　概要
2　各用途分野の動向
3　品目別需要動向
4　輸出入動向

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[Material Profile]

炭酸カルシウム