為了實現可形成任意形狀並具有任意折射率特性的兆赫波(THz)光學元件開發，日本東北大學確立了一項含有超材料(Metamaterial)之新型粉末狀兆赫光學材料「3次元立體超材料(3D Bulk Metamaterial)」的加工、形成技術，同時也是世界首次開發出能以低成本大量提供可形成任何形狀並具有廣泛折射率特性之「3D立體超材料」的製造技術。
「3D立體超材料」的構造係由超材料單元結構以與方向無關的形式三次元分散於透明樹脂中，因此消除了偏光依存性並具有等向的光學特性。透過半導體微細加工技術，將可製作出將超材料的單元結構予以圖案化之人工結構體。
利用新開發的製造技術，將可不受製造上的厚度限制，製造出任意形狀的各種超材料呈現3次元等方性分散的真正3D立體超材料，並能以粉末形式提供。粉末是含有比兆赫波波長更小、僅數十～數百μm之超材料的樹脂粉末。將其與液態樹脂攪拌並利用模具固化，即可製作出具有任意形狀與因應超材料設計需求之折射率特性的光學材料(3D立體超材料)。
研究團隊也成功地藉由模具成型製造出直徑12 mm、厚度1.6 mm的3D立體超材料。超材料是以3次元隨機分佈，並成功地在0.7 THz頻率附近將折射率改變了0.135。由於新開發的超材料能以固體粉末材料的方式供應，將可望藉由模具成型或切削等機械加工予以自由加工，進而實現突破創新之兆赫光學元件的開發。未來可望廣泛應用於6G通訊、醫療、生質、農業、食品、環境等技術領域。