客观日本

【先驱科研人】开发控制太赫兹波的人工材料,实现超高效率通信器件的梦想

2024年09月25日 科学家访谈
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铃木 健仁
东京农工大学研究生院 工学研究院 先端电气电子部门 副教授
出生于神奈川县。2009年完成东京工业大学研究生院理工学研究科电气电子工学专业博士课程。工学博士。历任茨城大学工学部电气电子工学科助教、茨城大学讲师,2017年起担任现职。2018年~2022年入选“先驱科研人”。2023年起成为“创发研究员”。

Q1. 让您选择现在的研究专业的契机是什么?
A1. 想从事无人涉足的独创性研究

我从小就喜欢遥控玩具,对物体在无线电波控制下的移动很感兴趣。最初让我立志成为研究者的契机是我大学时听讲的电磁波课程。课程中讲解了肉眼看不见的无线电波和光的原理,以及智能手机等终端如何利用它们的内容,让我感到新鲜有趣,在那之后我进入了专门研究电磁波中的一种:毫米波和微波的实验室。

进入大学之前的学习多以死记硬背为主,而大学里的研究“不勉强给出答案”,氛围更加自由。对我而言,思考那些无法立刻得出答案的难题本身就是一种乐趣。所以我立志成为一名能够以此为工作并为社会作出贡献的研究人员。

我主要的研究方向是“太赫兹波”,它是一种频率处于无线电波和光之间的电磁波。拿到博士学位后,我意识到毫米波和微波领域已经有许多研究人员,继续在这些领域竞争没有优势。因此,我决定进行“无人涉足的独创性研究”,利用此前的经验,我进入了被称为“未开发的电磁波”,尚无实际应用的太赫兹波研究领域。

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希望通过超高效太赫兹元件的开发为多个领域带来技术创新。

Q2. 您目前正在做什么研究?
A2. 开发超高折射率和低反射率的材料

我们目前使用的通信标准是5G,而太赫兹波有望应用于下一代6G、7G通信。一般认为,利用太赫兹波可以实现比现在更大容量和更高速的通信,并有可能实现存储庞大数据在网络空间与现实空间相互融合的系统。

然而,太赫兹波处于无线电波和光之间的“太赫兹空白”频带,由于其大气吸收率高,存在难以远距离传输的问题。传统方法是使用透镜提高指向性,但对于纳米级(1纳米为10亿分之1米)半导体而言必须使用毫米级或厘米级的透镜,小型化是其应用的障碍。

为解决这一问题,我们自主研发了一种在太赫兹波段工作、能够实现单向偏振的超高折射率和低反射率的人工结构材料“meta-surface”。在研发中,我们进一步研究和优化了“meta-surface”,并致力于将其应用于操控太赫兹波的超表面透镜天线,以及与更高频率光源相互融合的研究。希望能够通过这些研究,实现新一代及后续通信技术所需太赫兹器件的超高效率化。

Q3. 您对后辈研究人员有什么建议?
A3. 不惧失败,开创自己的道路

实业家浅野总一郎曾留下“九转十起”这句话(意思是即使跌倒九次,第十次也要站起来)。我中学生时读到这句话,它教会了我享受失败,并从失败中开启新挑战的乐趣。2018年我被选为“先驱科研人”之前曾有多次申请被拒,感到不甘的同时,明白了“一定要找到不同于他人的独特方向”的道理。在“先驱科研人”和“创发研究员”的研究项目中,我常常从其他领域的研究人员身上获得激励和启发,这种联系和经验对我来说是一笔巨大的财富。未来,我希望活用这些经历,将研发的太赫兹器件推广到世界各地。

科研工作中,即使乍一看不知道有用与否的创意或技术,也可能通过与其他领域的交汇产生突破。只要珍惜每一次机会,同时坚持从事对社会有益的研究,就一定会得到许多人的支持。请大家一定要无惧失败,勇敢地开拓属于自己的道路。(TEXT:村上佳代)

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铃木副教授与研究室成员的合影,大家都在积极进行研究。

原文:JSTnews 2024年9月号
翻译:JST客观日本编辑部

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