テラヘルツ光がガラスを通りにくくなる現象を説明するモデルを構築

携帯電話などに使われるギガヘルツ帯の電磁波はガラスを透過しますが、テラヘルツ帯では、ある周波数を超えると透過しにくくなります。本研究では、この現象を説明するための、ガラス内部の弾性と原子・分子スケールで生じる電荷のゆらぎを考慮した新しいモデルを構築しました。

　携帯電話などに使われるギガヘルツ（GHz）帯の電磁波はガラスを透過しますが、テラヘルツ（THz）帯では、ある特定の周波数域を超えると透過しにくくなります。しかし、このような透過率低下を、ガラス内部の不規則な原子・分子運動と結びつけて説明するモデルは、これまでありませんでした。

　本研究では、テラヘルツ帯の電磁波（テラヘルツ光）とガラス内部の振動がどのように結びつくかを説明するための、ガラス内部における弾性と原子・分子スケールで生じる電荷のゆらぎを取り入れた新しい連続体モデルを構築しました。

　このモデルをグリセロールガラスに適用したところ、テラヘルツ帯の誘電率と誘電損失を同時に再現することに成功しました。また、その誘電応答を主に担うのが、ガラス内部の横波的なせん断ダイナミクス（構造の変化や動き）であることを示しました。

　本成果は、テラヘルツ光の吸収とガラス内部の電荷のゆらぎを、物質固有の力学情報に基づいて定量的に結びつける枠組みであり、低誘電率・低誘電損失ガラスの評価と設計への展開が期待されます。

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