テラヘルツ波で次世代半導体デバイス開発を加速させる解析技術

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2026-01-27

engineering

{'items': [{'key': 'cn3n0', 'term': 'フレネル係数 ', 'description': {'blocks': [{'key': '8g5o5', 'text': '1821年にフランスの物理学者オーギュスタン・ジャン・フレネルが定式化した、光が異なる媒質の境界面で反射・透過する際の振る舞いを記述する式。この式は、電磁気学の基本原理に基づき、界面での電場と磁場の連続性を仮定した、界面電流が存在しない理想条件のもとで導かれています。フレネル係数は、レンズ、薄膜、光学コーティングなどの設計に不可欠な基礎理論として、現代光学の幅広い分野で利用されています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '90gqt', 'term': 'テラヘルツ波 ', 'description': {'blocks': [{'key': '533f2', 'text': '周波数は0.1テラヘルツ（THz）から10 THz、波長は約3 mmから30 µmの範囲にある電波と光波（赤外線）の中間に位置する電磁波。かつては発生や検出が困難であったため「テラヘルツギャップ」と呼ばれていましたが、近年の技術開発により研究が加速しています。特に6G通信のテラヘルツ帯利用、非破壊検査、物質の分子識別、そして半導体の電気特性を非接触で評価する技術として、その応用展開に注目が集まっています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'f4bc3', 'term': 'テラヘルツ時間領域エリプソメトリー ', 'description': {'blocks': [{'key': '2f2j9', 'text': '光が物質表面で反射した際の偏光状態の変化を測定して光学定数を解析する分光エリプソメトリーに、超短光パルスレーザー技術を用いてテラヘルツ電場を実時間で測定する手法を組み合わせた高度な非接触・非破壊計測法。テラヘルツ波（0.1～10 THz）は、半導体のキャリア応答周波数に近いため、半導体の最も重要な電気的特性（キャリア密度や移動度）を高感度で評価できます。このTHz電磁波帯へのエリプソメトリーの適用は大阪大学が提唱した後、現時点では立命館大学や大阪大学レーザー科学研究所、広島大学で研究が行われています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'cumjs', 'term': 'ホール効果 ', 'description': {'blocks': [{'key': '4mlao', 'text': '物質中のキャリア（電子や正孔）の極性、密度、移動度を測定するために利用される基本的な物理現象です。電流が流れている導体や半導体に、垂直な方向から磁場を印加すると、ローレンツ力によってキャリア（電荷）が曲げられ、進行方向に対して垂直な側面に集積します。 この電荷の偏りによって発生する電位差（ホール電圧）を測定することで、半導体の性能を決定づけるキャリア密度とキャリア移動度を評価できます。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['es']

['岡本章宏', '永井正也', '芦田昌明']

フレネル係数を用いた光の多重反射理論は光の専門家にとっては常識と考えられてきました。しかし今回、その前提を見直すことで新しい解析の道が開けたことに大きな驚きを感じています。この成果により半導体薄膜の評価が一気に進展し、次世代材料研究の加速につながると期待しています。

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/image/photo_drwan_640.png

永井 正也

准教授

基礎工学研究科

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/8ff2456381ad5887.html