東北大、単層シリコン基板で6G向けテラヘルツ光スイッチを実証

東北大学大学院工学研究科・教授の金森義明氏らの研究グループは、次世代の6G通信への応用が期待されるテラヘルツ帯で動作する光スイッチの開発に成功した(ニュースリリース)。このデバイスは、微小な機械構造を駆動するMEMS技術を活用しており、単層のシリコン基板上に導波路とMEMS機能を一体化した構造としては世界初の例となる。

(図) 単層シリコン基板上に作製したテラヘルツ光スイッチの外観写真 (a)全体写真、(b)拡大写真

現在、スマートフォンやIoT機器の普及に伴う通信量の増大に対応するため、5Gの10倍以上の通信速度(毎秒100ギガビット級)を目指す6G通信の研究が進められている。その有力な候補とされるのがテラヘルツ波(約0.1〜10テラヘルツ)であり、これを効率的に制御するための小型で省電力なデバイスが求められていた。

この研究の大きな特徴は、従来の複雑な多層構造ではなく、高抵抗な単結晶シリコン基板というシンプルな単層構造を採用した点にある。この単層基板上に可動式のシリコン導波路を形成し、モノリシックに集積化することで、デバイスの簡素化を実現した。開発されたスイッチは、300GHzの周波数において13.69dBという高い消光比(オン・オフ時の信号強度差)を示し、優れたスイッチ性能を証明している。

さらに、消費電力は3.6mWと非常に低く抑えられており、フォトニック集積回路の小型化と低消費電力化の両立に大きく貢献する。この技術は、将来の6G通信機器だけでなく、高精細な3D映像や触覚情報をリアルタイムで伝送する遠隔医療、さらには高性能なセンサーシステムなど、広範な分野への応用が期待されている。

キーワード:

関連記事

  • 東北大、三次元バルクメタマテリアルで社会実装へ

    テラヘルツ(THz)波などの電磁波を自在に制御し、6G通信をはじめとする次世代技術の飛躍的発展を支える新材料として、今大きな注目を集めている「3次元バルクメタマテリアル」。2026年8月27日・28日に東京ビッグサイトで…

    2026.09.02
  • 農工大とローム、テラヘルツ波を制御する薄型レンズを開発

    東京農工大学とロームは、次世代の高速通信で使用が期待されるテラヘルツ波を、51マイクロメートルの薄い人工レンズで狙った方向へ届ける技術を開発した(ニュースリリース)。 テラヘルツ波は、通信、センサ機器やイメージングへの応…

    2026.08.19
  • ローム、テラヘルツ波デバイスを開発 早期産業化を目指す

    ロームは、半導体素子の共鳴トンネルダイオード(Resonant Tunneling Diode:RTD)を用いた第2世代のテラヘルツ波発振デバイスを開発した(ニュースリリース)。サンプル品とケーブル、評価ボードをセットに…

    2026.08.04
  • ドコモなど5社、AIで6G周波数を最適制御 総務省の電波資源拡大事業に採択

    総務省は、2026年度から新たに実施する「電波資源拡大のための研究開発」の提案公募において、NTTドコモ、NEC、1Finity、NTT、富士通の5社が共同で提案した「周波数帯の横断的活用を実現する移動通信ネットワークの…

    2026.06.30
  • 東北大、MEMSでダイヤモンド光デバイスの共鳴波長制御に成功

    東北大学は、超ナノ微結晶ダイヤモンド(UNCD)製フォトニック結晶とMEMSアクチュエータを集積した新しいダイヤモンド光デバイスを開発し、MEMSによる機械的変形を用いて共鳴波長を制御することに成功した(ニュースリリース…

    2026.06.18

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア