（テラヘルツ関連）東北大学／メタマテリアルで6G通信向け周波数チューナブルフィルタを開発

– 環境やセキュリティなどテラヘルツ波を使う様々な産業分野での活用にも期待 –

【発表のポイント】

• 次世代の第6世代移動通信システム（6G）（注 1）通信帯で利用できる周波数のチューナブルフィルタ（注 2）を開発しました。
• シリコン製の機械式屈折率可変メタマテリアル（注 3）をファブリペロー共振器（注 4）内に搭載することで優れた光学特性（高透過率）と機械特性（機械的信頼性）を兼ね備えています。
• 6Gをはじめ、医療・バイオ・農業・食品・環境・セキュリティなど幅広い分野での応用が期待されます。

【概要】
世界ではすでに第5世代移動通信システム（5G）（注 5）の次の世代「6G」を見据えた研究開発が始まっており、5G用の電波（ミリ波）よりさらに波長が短いテラヘルツ波（注 6）が使用されることが明示されています。6Gでは0.3 テラヘルツ（THz）近傍の周波数帯の電波が用いられることが想定されており、不要な周波数の電波を除去して特定周波数の電波を通過させるフィルタが必要となります。近年、6G用周波数チューナブルフィルタの開発が進んでいます。
東北大学大学院工学研究科ロボティクス専攻の金森義明教授らの研究グループは、シリコン製のサブ波長格子（注 7）で構成される機械式の屈折率可変メタマテリアルを新たに開発し、ファブリペロー共振器内の屈折率を制御することにより、狙った周波数域の電波を通過させる周波数チューナブルフィルタを開発しました。開発したフィルタは、シリコン半導体微細加工技術を用いて作られるため、機械的信頼性と小型・量産性に優れています。
本技術は、将来的にはテラヘルツ波を利用するスキャニングやイメージングへの応用展開が期待でき、医療・バイオ・農業・食品・環境・セキュリティなど幅広い分野での活用が期待されます。2022 年に設置した国内初のメタマテリアルを専門とする研究センター「メタマテリアル研究革新拠点」（注 8）を基盤に実装化に向け、研究をさらに加速させていきます。
本研究成果は、2024年2月9日付で、米国光学会誌Optics Lettersに掲載されました。