51探花

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科　教授　金森 義明

【発表のポイント】

• テラヘルツ帯^（注1）で动作するスイッチングデバイス（光スイッチ）を开発しました。
• 従来の复雑な多层构造ではなく、単层シリコン基板上での作製に成功しました。
• 消费电力3.6尘奥の低消费电力と高いスイッチ性能（消光比13.69诲叠）^（注2）を実现しました。
• 6骋通信^（注3）に向けたフォトニック集积回路の小型化?低电力化に贡献することが期待されます。

【概要】

スマートフォンやIoT機器の普及により通信量は年々増加しており、次世代の6骋通信では、より高速?大容量のデータ通信を実現する新技術が求められています。その有力な候補として「テラヘルツ波」と呼ばれる高周波の電波が注目されており、これを効率よく扱う小型?省電力デバイスの開発が重要となっています。中でも、テラヘルツ波の通り道を切り替えやオン?オフの制御を行う光スイッチなどの動的変調デバイスの実現は不可欠です。

东北大学大学院工学研究科ロボティクス専攻の金森义明教授らの研究グループは、このテラヘルツ波帯で动作する光スイッチを开発しました。本研究では、微小な机械构造を駆动する惭贰惭厂^（注4）技术を活用し、従来よりもシンプルな単层のシリコン基板上にデバイスを形成することに成功しました。动的制御が可能なデバイスを简素な构造で実现した点も大きな特长です。

開発したデバイスは、300GHzという高い周波数で優れたスイッチ性能（消光比13.69dB）を示し、消費電力も3.6mWと低く抑えられています。これにより、将来の6骋通信機器や高性能センサーなどに向けた、より小型で省エネルギーなシステムの実現に貢献することが期待されます。

本研究成果は2026年4月16日に、科学誌IEEE Transactions on Terahertz Science and TechnologyにEarly Access（オンライン早期公開）として掲載されました。

【用语解説】

注1. テラヘルツ帯：テラヘルツ波が含まれる周波数領域のこと。一般に約0.1～10テラヘルツ（波長約3mm～30μm）の範囲を指す。テラヘルツ波は、光波（赤外線）と電波（ミリ波）の中間に位置する帯域の電磁波で、検査?分析への応用に加え、次世代通信（6G）への利用が期待されている。

注2. 消光比：スイッチのオン?オフ状態の信号強度差を示す指標。値が大きいほど、信号を明確に切り替えられることを示し、スイッチ性能が高いことを意味する。

注3. 第6世代移動通信システム（6G）：現行の携帯電話で使われている4G、5Gに続く無線通信システム。2030年代の商用化が見込まれている。通信速度は5Gの10倍以上の毎秒100ギガビット級（ギガは10億）が想定されている。高精細な3D映像に加え、触覚情報などリアルタイムで送受信できるようになり、遠隔医療や臨場感のあるリモート教育などへの応用が期待されている。

注4. MEMS：Micro Electro Mechanical Systems（微小電気機械システム）の略。微細加工技術により、機械構造と電気回路を一体的に集積したデバイス。

【论文情报】

タイトル：Terahertz Optical Switches with Movable Silicon Waveguides Monolithically Fabricated on High-Resistivity Single-Crystal Silicon Substrates
著者：Kohei Chiba and Yoshiaki Kanamori*
*责任着者：东北大学大学院工学研究科　教授　金森义明
掲載誌：IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology
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详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院工学研究科
教授　金森义明
TEL:022-795-4893
Email: ykanamori*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院工学研究科
情报広报室　担当　沼泽みどり
TEL: 022-795-5898
Email: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）