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若手研究イノベータ養成センター・若土弘樹特任教員の研究成果(Physical Review Letters掲載)がnatureに紹介されました

カテゴリ:ニュース|2014年01月21日掲載


若手研究イノベータ養成センター・若土弘樹特任教員の研究成果が物理学分野最高の Phys. Rev. Lett. に掲載され、論文はnatureでも紹介されました。
その内容はnatureの電子ジャーナルでも公開されています。

研究概要

一般に、ある物質に同一周波数の電波を与えると同じ反応をする。
このため、ある材料に同一周波数の電波を照射した場合、波形の違いに関わらず、反射、透過(通過)、あるいは吸収されていた。
今回、名古屋工業大学と米国カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究チームは、「メタサーフェス」と呼ばれる人工媒質に回路素子を組み込むこと(添付下図)により、新たな「メタサーフェス」の開発に成功した。
メタサーフェスとは、二次元上に構築された金属の人工周期構造であり、これにより従来の材料からは得られない電波特性を作り出すことできる。
この新たな「メタサーフェス」を用いれば、同一周波数の電波でも、波形の違いを認識し、反射、吸収、透過の異なる操作を与えることが可能になった。
この「メタサーフェス」を無線通信に応用すれば、周波数が同じであっても電波波形の違いを認識できるため、電磁界干渉を低減でき、通信の品質が向上する。
また、この電磁界干渉の低減により、低消費電力化が実現する。
例えば、無線通信機器のバッテリーが長持ちするようになることが期待される。

研究成果のポイント

・これまでの無線通信では、周波数が同じであれば電波信号を識別することは不可能だった
・今回開発された人工材料は波形を変化させれば同じ周波数の信号でも識別が可能となる。

若土先生の論文(Phys. Rev. Lett. 111, 245501 (2013) | doi:10.1103/PhysRevLett.111.245501)
Waveform-Dependent Absorbing Metasurfaces

Natureの記事(Nature 505, 490–491 (23 January 2014) | doi:10.1038/nature12852 Published online 15 January 2014. )George V. Eleftheriades., Protecting the weak from the strong.
 

fig2.png
研究成果の図
 


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