有川敬 理学研究科助教（現：兵庫県立大学准教授）、田中耕一郎 同教授（兼：高等研究院物質―細胞統合システム拠点（iCeMS）連携主任研究者）らの研究グループは、西上直毅 大阪大学修士課程学生（研究当時）、冨士田誠之 同准教授、永妻忠夫 同教授（現：同特任教授）、ローム株式会社らとの共同研究で、共鳴トンネルダイオードを用いた小型の半導体テラヘルツ発振器から放射されるテラヘルツ電磁波の波形計測と制御に成功しました。
近年の半导体微细加工技术の进展により、発振回路の周波数はエレクトロニクス技术の高周波限界领域であるテラヘルツ（1秒间に1兆回の振动）帯に达しています。ところが、オシロスコープのような电子计测器ではこのような超高速振动を観测することはできず、その振动状态の変化（ダイナミクス）を计测し、制御することは困难でした。
本研究グループは、光计测技术を応用することで、共鸣トンネルダイオードから放射されるテラヘルツ电磁波の振动电场波形を可视化し、そのダイナミクスを支配する基础理论を明らかにしました。これにより位相情报を用いた超高速?大容量无线通信やスマートセンシング技术の実现が期待されます。
本研究成果は、2024年7月2日に、国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。
数ピコ秒（1ピコ秒は0.000000000001秒）周期の超高速振动波形が変化する様子を捉えた。
「研究构想の発案から実现まで约3年を要しました。前例のない実験で、うまくいかない期间が长かったのですが、必ず実现できるはずだという信念は揺らぐことはありませんでした。多くの方々の协力を得ながら実现できた时の喜びは今でも忘れられません。エレクトロニクス技术とフォトニクス技术を融合した本研究は、电波と光の境界领域であるテラヘルツ周波数帯ならではのものです。この研究がテラヘルツデバイス研究のさらなる発展につながることを期待しています。」（有川敬）
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【书誌情报】
Takashi Arikawa, Jaeyong Kim, Toshikazu Mukai, Naoki Nishigami, Masayuki Fujita, Tadao Nagatsuma, Koichiro Tanaka (2024). Phase-resolved measurement and control of ultrafast dynamics in terahertz electronic oscillators. Nature Communications, 15, 5358.
日刊工業新聞（8月29日 34面）に掲載されました。
