東北大学 工学部 材料科学総合学科 研究室紹介
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知能デバイス材料学コース Course of Materials Science 風通しのよい研究室にしよう、しっかりコミュニケーションを図っていこう―とはいうものの、先輩-後輩の垣根を前に、遠慮したり、必要以上に空気を読んだりしてしまうもの。小山研究室の賑やかで和気あいあいとした雰囲気は、月に一度のボーリング大会によって育まれているのかもしれません。開催されるのは、ゼミが終わった金曜日の夜。この日の発表に備えて、根を詰めてプレゼン資料を作成した学生さんたちにとっては、ほっとひと息の開放感にあふれる日です。ゲームはチーム戦で、毎回違うメンバーと組み、親睦を深めあうように配慮。日程調整やチーム分けは、「ボーリング係」に任命された学部4年生が担当しています。“小山研の伝統のともし火を守るように”と受け継がれてきたボーリング大会も早10年の歴史。もちろん楽しいから続けられています。腕前は“キャリア”の長い上級生に一日の長。和気あいあいの源!『月イチボーリング大会』研究室TOPICS17「光」と「電波」、両方の特徴を持つ不思議な電磁波、その無限の可能性に注目。  「周波数」とは、電気振動(電磁波や振動電流)などの現象が、1秒間にどれくらい繰り返されるかを示す尺度で、Hz(ヘルツ)という単位が用いられます。「1MHz(1メガヘルツ)」といえば1秒間に100万回の波が繰り返されます。周波数は有限な“公共資源”であるため、公平かつ能率的に利用されるよう国際機関や国の担当省庁によって、ルールや法律が整備されています。中でも300MHz-3GHzの極超短波(UHF : Ultra High Frequency)は、地上波テレビ、携帯電話、無線LAN、アマチュア無線などに利用される“使い勝手”のよい周波数帯で非常に混雑しています。 一方で、非常に大きな潜在力が知られていながら、未開拓・未使用に留まっている電磁波に「テラヘルツ波(THz)」があります。こちらは1秒間に1兆回振動する波の周波数です。テラヘルツ波の波長は、エックス線や可視光などの“光波”と、ラジオ波などの“電波”の境界領域にあります。光波のまっすぐ進む性質と、電波のように物質を透過する能力、その両方の特徴を併せ持つ不思議な電磁波です。そうした特性を活用して、構造物などを壊さずに内部を調べる方法や、空港等のセキュリティチェック、さらには物質の物性や状態を分子レベルで解析できることから医療や創薬など、幅広い分野での応用が期待されています。放射線の一種であるエックス線などと異なり、人体への影響がないことも大きな利点です。工学の使命。社会や暮らしに役立つテラヘルツ波の応用を視野に。 テラヘルツ波の研究開発にあたって最も大きな課題となっているのが、発振(発生)と検出が困難というものです。小山研究室では半導体などの結晶を用いて、テラヘルツ波を“効率よく機能的に発生させる装置”と、テラヘルツ波を“社会や生活に役立つものとして応用する技術”、二つの方向から研究にアプローチしています。 前者は、分子・原子精度の材料プロセス技術(ナノテクノロジー、ナノプロセッシング)により、テラヘルツ波の高周波動作が可能となる極微細電子デバイスや連続発振デバイスを実現しています。応用面では、電線内部の銅線の状態を、非破壊で外部から可視化することに世界に先駆けて成功しています(詳しくはPick upをご覧ください)。工学とは、科学技術と暮らしを架橋する学問である、と考える小山研究室。目指すは、テラヘルツ波を利用した「キラーアプリケーション」、私たちの暮らしを変える“使える”技術の誕生に期待が集まっています。発生と検出の困難さで知られる、人類未踏のテラヘルツ波。有益な特質を活かすキラーアプリケーションの創製を目指して。電光子情報材料学分野小山研究室【教授】 小山 裕 【准教授】田邉匡生 http://www.material.tohoku.ac.jp/̃denko/lab.html

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