アセム?エルアラビ 工学研究科博士課程学生、掛谷一弘 同准教授、辻本学 筑波大学助教らの研究グループは、高温超伝導体を用いた超伝導テラヘルツ光源デバイスから、最大99.7％の円偏光（電磁波に含まれる複数の波のピークがずれており、片方の波がプラスからマイナスに移る際に別の波がピークを迎える状態）度をもつテラヘルツ電磁波の発生に成功しました。これは、単独の光源から発生されたテラヘルツ波としては最高の円偏光度です。
本研究成果は、2017年12月29日にアメリカ物理学会発行の「Physical Review Applied」誌に掲載されました。
研究者からのコメント
左から、掛谷准教授、エルアラビ博士课程学生
概要
テラヘルツ帯（テラは10の12乗）の电磁波は、高速无线通信、空港でのセキュリティー検査、ガン部位の识别、封筒内の薬物検知、宇宙観测など幅広い分野への応用が実现?期待されています。テラヘルツ波を连続して発振する光源として、高温超伝导体のナノ构造を利用したものが2007年に発明されました。それ以降、この光源の実用化をめざし、精力的な研究が世界中で行われています。円偏光テラヘルツ波は、超高密度移动体通信に必须なだけでなく、光学异性体の透过率が电界の回転方向によって异なるため、物质にダメージを与えることなくこれらを区别することができるので、医薬品の识别?组织の诊断などに応用できます。また、コガネムシのように、回転方向により异なる反射率を持つ物体の识别にも有用です。これまで、単独で円偏光テラヘルツ波を连続して発振できるデバイスは得られておらず、上记技术の実现への障害となっていました。
本研究グループは、正方形の対角を切り取った形状の超伝导テラヘルツ光源を作製し、电磁波の电界が回転する円偏光特性をもつテラヘルツ波の放射に成功しました。発生させたテラヘルツ波が特定の方向に偏った电界を持たないことを、テラヘルツ波の偏光测定から明らかにしました。测定された発振周波数の0.4テラヘルツは、円偏光放射が予测される値と一致します。通信および化学分析に重要な电界の回転方向についても、国立研究开発法人产业技术研究所のグループから先行して発表された理论计算との比较から提案しました。
复雑な调整を必要とする従来のテラヘルツ光源と异なり、超伝导テラヘルツ光源は物质本来の结晶构造を基盘としたシンプルかつモノリシック（1枚板の）な构造のため、耐久性?量产性に强みをもちます。また、动作温度の上限は市贩の极低温冷冻机で容易に到达できる80ケルビン（マイナス190℃）程度のため、ポータブル応用も提案されています。
図：今回开発した光源の顕微镜写真。白く伸びた电极の一方に电流を加えると円偏光テラヘルツ波が放射される。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
【碍鲍搁贰狈础滨アクセス鲍搁尝】
A. Elarabi, Y. Yoshioka, M. Tsujimoto, and I. Kakeya.(2017). Monolithic Superconducting Emitter of Tunable Circularly Polarized Terahertz Radiation. Physical Review Applied, 8(6), 064034.
- 京都新聞（1月31日 26面）および日刊工業新聞（12月21日 25面）に掲載されました。
