| 研究課題/領域番号 |
20H02511
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 熊本大学 (2023)
東京大学 (2020-2022) |
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研究代表者 |
百瀬 健 熊本大学, 半導体・デジタル研究教育機構, 准教授 (10611163)
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| 研究分担者 |
小西 邦昭 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60543072)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 超臨界流体薄膜堆積法 / 金属コーティング / テラヘルツ波 / 導波管 / 3Dプリンタ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代の高速無線通信技術としてテラヘルツ(THz)波の利用が検討されている。THz波通信システムは送受信機，導波管，アンテナからなるが，導波管形成の目処がたっていない。THz波導波管は極細(数十um)かつ超高アスペクト比(数百)であり，従来技術の転用は難しい。本研究では，高解像度の光造形型3Dプリンタによりポリマー立体構造を形成した後に，金属薄膜をコートする新たな手法を開発する。研究代表者の検討してきた超臨界流体薄膜堆積法(SCFD)は，アスペクト比が100を超える高アスペクト比構造にも金属コートが可能であり，本研究では，SCFDを発展させ，独自の導波管形成手法として確立することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
3Dプリンタによりポリマー3次元構造体を形成し，表面を金属薄膜により被覆することにより，従来の金属切削加工では成しえなかった微細かつ複雑な構造を形成し，テラヘルツ波デバイス形成手法を検討した。伝搬損失を定量的に導出できる物理モデルを構築し，銅が最適膜材料であること，必要膜厚は膜のバルク比抵抗に依存し変化するが100-300nm程度であることを見出した。また，優れた段差被覆性を持つ超臨界流体薄膜堆積法(SCFD)を低抵抗な銅薄膜を3Dプリンタにより作製した複雑な3次元構造を有するテラヘルツ波デバイス内に均一に形成する技術を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代の高速無線通信技術としてテラヘルツ(THz)波通信の開発が各国で行われている。THz波通信システムは送受信機，導波管，アンテナなどからなるが，極細(数百um)かつ超高アスペクト比(数百)な導波管形成が課題となっている。ミリ波デバイスは金属の切削加工によりデバイスを形成してきたが，寸法の小さいテラヘルツ波デバイスでは難しい。本研究で構築したポ3Dプリンタによるポリマー3次元構造とSCFDによる金属膜被覆の組み合わせは本問題を解決できる可能性を秘めている。
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