電磁波吸收器助力太赫茲技術，為未來6G網路添翼

第六代（6G）行動通訊網路是無線通訊的下一個里程碑，而電磁太赫茲波被視為其發展的關鍵要素。然而，太赫茲波由於頻率較高、波長較短，更容易受到電磁雜訊的幹擾，這使得清晰且安全的訊號傳輸成為一大挑戰。

東京大學的研究人員參與了一個多機構團隊，成功研發出一種能夠吸收0.1 - 1太赫茲（THz）波段電磁波的吸收器。這一成果大幅拓展了未來具有商業應用潛力的太赫茲頻率範圍。這種超薄薄膜成本低廉、環境友善，且具有耐熱、防水、耐光以及抗有機溶劑的特性，適用於戶外環境。相關研究成果已發表於《美國化學學會應用材料與介面》期刊。

如果你使用過5G網路，應該能明顯感受到它與更普及的4G網路之間的巨大差異。5G的低延遲（即訊號從發射源到接收器再返回所需的時間）意味著更低的延遲時間，這對於遊戲玩家而言無疑是一大福音。此外，每秒高達20吉位元的下載速度（相比於4G的每秒0.1吉位元）以及潛在的1000倍資料容量，也為智慧家居和智慧城市的發展帶來了新的機遇。

然而，無線行動通訊技術的發展並未就此止步，開發人員已經將目光投向了下一代——6G。預計太赫茲波將成為即將到來的第六代網路的載波。近期有關太赫茲波的測試報告顯示，其資料傳輸速度可達每秒240吉位元。但當前的挑戰不僅在於進一步提升速度、降低延遲和增加資料容量，還在於防止幹擾和減少雜訊，以確保訊號的安全與清晰。

這正是電磁波吸收器發揮作用的地方。它們能夠抑制電磁波的傳輸或反射，將其安裝在發射器和天線的外殼上，有助於提高通訊的精準度。

由東京大學研究人員以及日本化學和鐵基合金製造商日本電工株式會社組成的團隊，研發出了全球最薄的電磁波吸收器，能夠吸收0.1 - 1 THz波段的電磁波。截至目前，市面上僅有吸收低於0.3 THz波段電磁波的吸收器，而更高的頻率範圍預計將用於大容量的5G和6G通訊。

東京大學理科研究院的大越慎一教授表示：「這個頻率範圍預計將用於各種應用，包括無線通訊、非接觸式生命體徵監測系統、透過斷層成像的質量檢測掃描系統，以及用於檢測危險物質的安全感測。」

這種吸收器由一種稱為λ - 三鈦五氧化物（λ - Ti₃O₅）的導電金屬氧化物構成，並被包裹在二氧化鈦（TiO₂）塗層中，整個吸收器僅由鈦和氧組成。吸收器以粉末形式製成，透過壓縮成型可轉化為超薄薄膜，並根據需要應用於各種表面。

大越教授解釋道：「我們的策略是將導電材料與絕緣材料相結合。當太赫茲波穿過時，其交變電場會引發導電材料內部產生的電流散射，從而導致能量損失，最終實現電磁能量的耗散。這種幹擾波的耗散能夠抑制雜訊，即不需要的波，從而獲得清晰的訊號。」

由於這種薄膜僅有48微米厚（人類頭髮的平均厚度約為100微米），且鈦是一種非常豐富的元素，因此這種吸收器適合大量生產，甚至可以應用於小型裝置中。此外，它還具有耐熱、防水、耐光和抗有機溶劑的特性，能夠在戶外環境中使用，甚至可以承受惡劣的條件。

大越教授表示：「0.3 THz以上的更高頻率範圍在材料科學領域仍是一片未開發的領域，我一直渴望為其發展做出貢獻。我們的下一步計劃是進一步開發太赫茲吸收器，並推動其實際應用，以便為更具永續性、環境友善且超高速的無線未來貢獻力量。」