11/05/2021
No.0523 Beyond 5G/6G 向け材料の誘電特性評価 - テラヘルツ時間領域分光(THz-TDS)-
次世代移動通信システム（5G/6G)用途の材料には、GHzを超える高周波帯において優れた誘電特性が求められる。テラヘルツ時間領域分光（THz-TDS：Terahertz Time-Domain Spectroscopy）では、数100 GHz～数THzの誘電特性（誘電率、誘電正接）を評価可能であり、その測定例を紹介する。
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| 誘電特性評価法としてのTHz-TDS |
| THz-TDSは、一般的な誘電特性評価手法の対応周波数を超える高周波帯（数100 GHz～数THz）に対応しており、5G以降の次世代移動通信システム（Beyond 5G/6G）にて利用が期待されている材料への適用が可能である。 |
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THz-TDSの原理 （複素屈折率の評価）
| THz-TDSは、光電場の時間波形E(t)を直接測定する時間領域分光の一種である。光電場の振幅だけでなく位相の変化も測定可能であるため、K-K（Kramers-Kronig）変換を利用せず、試料の屈折率の実部と虚部（複素屈折率）を直接算出することが可能である。 |
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Siウエハの透過測定例
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各種高分子材料の誘電特性評価例
| 下の関係式を用いて、THｚ-TDSで得られる複素屈折率から、吸収係数、複素誘電率、誘電正接なども算出可能である。低損失材料として知られるPTFEを含め、構造（極性、フッ素有無）の異なる高分子材料について、比誘電率実部(𝜀1)と誘電正接（tan 𝛿)を評価した例を以下に示す。 |
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| → 同じ高分子といっても、極性やフッ素の有無などで誘電特性は容易に変化する。今回評価した材料の中では、極性官能基を有するPCが比較的大きな誘電正接を示し、またフッ素を含む高分子（PCTFE、PTFE）では比誘電率実部が小さい傾向が確認された。 |
当社では、低周波域からTHz帯の高周波域に至るまで、幅広い周波数領域での誘電特性評価サービスを提供している。各種材料の誘電特性評価は、当社にお任せください。
カテゴリー
材料・素材
分類
高分子材料