未利用のテラヘルツ波は、周波数帯域を広く確保できることから高速無線への適用が期待されている。本講演では、テラヘルツ波の周波数利用に活用できるInP（インジウム・リン）系の化合物半導体デバイス技術、高周波・低雑音回路設計技術、高周波実装技術について紹介する。
具体的には、これらの技術を結集することで試作した毎秒数10ギガビットの無線伝送が可能な300GHz帯の超高速ICとモジュールについて紹介する。さらに、従来の無線フロントエンドで課題となっていた伝送帯域幅の拡大と信号対雑音比（SNR）の向上とを両立させる電子回路設計の新手法について解説し、キャリア周波数1波で毎秒100ギガビットの無線伝送に世界で初めて成功した300GHz帯の送信・受信フロントエンドモジュールについて紹介する。
これらの電子デバイスによるテラヘルツ波の送信・受信器構成は、フォトニクス技術を利用したテラヘルツ波発生方式と比較して、将来的に小型・低コストで実現できる可能性があり、通信分野だけでなく、イメージングやセンシング、組成分析、非破壊診断など様々な分野への応用も期待できる。

大容量のデータを無線通信により簡単にやり取りしたいという要求の高まりを受けて、従来のマイクロ波やミリ波に続く新たな周波数帯としてテラヘルツ波を用いた無線通信の期待が高まっている。テラヘルツ波の特徴としては、従来にない広い周波数帯域幅を用いることができる可能性が挙げられる。テラヘルツ波を発生する手法としてはフォトニクス技術の応用が先行していたが、近年、電子デバイスによる300GHz帯の研究開発が総務省のプロジェクト等により活発化し、InP（インジウム・リン）系等の化合物半導体デバイス開発、シリコンCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)集積回路によるRFフロントエンド、300GHz帯対応の進行波管増幅器の開発等が実施されている。これと並行して、国際電気通信連合 無線通信部門(ITU-R)における周波数割り当ての検討や、IEEE802での世界初の300GHz帯無線通信規格の策定も行われている。本講演では、これらの動向について紹介する。

テラヘルツ分光法では水素結合などに起因する分子間振動を観測することができるため、生体分子や生分解性高分子のように、水素結合と関わりの深い物質を対象とした研究に適している。この手法を用いると、高分子の高次構造や分子間相互作用を直接的に観測することができる。そのため、テラヘルツ分光法は高分子材料の新しい物性評価法の一つとして期待される。しかしながら、テラヘルツ分光法は、従来の赤外分光法やラマン分光法とは異なり、ピークの帰属が容易ではない。そこで、高分子材料のテラヘルツスペクトルを測定し、量子化学計算を用いてテラヘルツ領域に現れるピークの帰属を行った。また、それらの熱挙動や偏光スペクトル測定などと併せて解析することで、分子間・分子内水素結合に起因するピークを特定することに成功した。これにより高分子の結晶構造形成機構における分子間・分子内水素結合の役割が明らかになった。
本セミナーでは、生分解性ポリエステルを主に用いて、テラヘルツ分光法による熱的挙動や等温結晶化の測定を行った基礎的研究の例と、熱および紫外線照射による劣化評価や、イメージング測定による結晶化度の分布の評価などの応用例について紹介する。