国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学未来材料・システム研究所の大野 雄高 教授は、株式会社豊田中央研究所の舟山 啓太 研究員らとの共同研究で、大規模なデジタルデータを受信可能なカーボンナノチューブ^注1）（CNT）1本から成る極微小アンテナを開発しました。
この極微小アンテナは、到来電波の信号を、アンテナ自身である片持ち梁状のCNTの機械振動に変換することでデータ受信を可能にする、従来のアンテナとは異なる原理で機能するアンテナです。このアンテナは、高い機械強度と優れた電気伝導性を有するCNTを用いることで、ナノスケール^注2）でありながら、安定した高精度のデータ伝送を実現しました。また、デジタル信号処理技術と組み合わせることで、ノイズ下においても0.93bit/Hzという高い通信性能を達成しました。これは80 MHzの帯域幅^注3）において約70 Mbps^注4）の通信速度を実現可能であること意味しており、従来のテキストや画像データ、ビデオ通話さえ可能な通信性能です。この技術は、将来的に通信システム、人や物を検知するセンシングデバイスの超小型化を介してIoT分野への貢献が期待されます。
本研究成果は、2021年10月22日付科学雑誌「ACS Applied Nano Materials」にオンライン掲載されました。

【ポイント】

・カーボンナノチューブ1本の極微小アンテナを実現。
・デジタルデータの受信/復調、WiFi通信環境下に迫る通信性能を実現。
・超小型の通信デバイスやセンシングデバイスへの応用に期待。

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【用語説明】

注1）カーボンナノチューブ：
　六角形の炭素ネットワークが直径約1nm（10億分の1メートル）の円筒状になったもの。透明導電膜やトランジスタの材料として応用が期待されている。

注2）ナノスケール：
　ここでは主に長さのことを指す。10のマイナス9乗からマイナス7乗メートルの長さのこと。

注3）帯域幅：
　通信等を行う際に用いる電磁波の最高周波数と最大周波数の差のこと。この差が大きいほど多くのデータのやり取りが可能となる。

注4）bps（ビットパーセコンド）：
1秒間に送受信されるビット数を指す。

【論文情報】

雑誌名：ACS Applied Nano Materials
論文タイトル：Carbon Nanotube-Based Nanomechanical Receiver for Digital Data Transfer
著者：舟山 啓太、田中 宏哉、廣谷 潤、島岡 敬一、大野 雄高、田所 幸浩
DOI：10.1021/acsanm.1c02563
URL：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.1c02563

【研究代表者】

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