東京農工大学、情報通信研究機構、英国サウサンプトン大学などの研究チームが、厚い絶縁スペーサー層を使わずにテラヘルツ波を約95％吸収する構造を開発しました。テラヘルツ波は電波と光の中間にある電磁波で、物を壊さず内部を調べる検査や次世代通信への利用が期待されています。

薄い金属膜など従来の吸収体では、吸収率が10〜20％ほどにとどまることがありました。高性能な方式では金属と金属の間に絶縁体を挟みますが、そのスペーサー層が数マイクロメートルから数十マイクロメートルの厚みになり、小さな検出器へ組み込む際の負担になります。よく吸うほど、体が厚くなる問題です。

新しい構造は、シリコン基板に深さ約1マイクロメートルの細かな凹凸を作り、その上下へ厚さ150ナノメートルのアルミ薄膜を形成します。基板をただの土台にせず、電磁波を吸収する仕組みの一部として働かせました。シミュレーションでは最大98％以上、実験では1.8テラヘルツの波を約95％吸収しています。

研究チームはこの方式を「スペーサーレス基板一体型メタサーフェス」と名付けました。部品を一つ減らしたのに、性能まで減ったわけではありません。足すことで高性能にする従来方式に対し、今回は基板へ仕事を兼任させる引き算です。薄さは手抜きではなく、役割分担の見直しでした。