EPFL科学家开发出了一种新方法在sub-wavelength电子涉及工程亚结构。交换大量的数据,6 g通信和更多的应用程序,它可以推出下一代超快的设备。
图片来源:©iStock / wragg
使电子设备更好的驱动归结为一个简单的原则:按比例缩小晶体管和其他组件。然而,这种方法已经接近极限,萎缩的优点是accomapnied等缺点阻力和降低功率输出。
Elison Matioli权力和Wide-band-gap电子研究实验室(POWERlab)欧洲职业工程学院的说更小型化并不是一个可行的解决方案提高电子产品的性能。
新论文出来描述越来越小的设备,但在由氮化镓材料的情况下,最好的设备的频率已经几年前出版。欧洲杯足球竞彩之后,真的是没有什么更好,因为设备大小减少,我们面临的基本限制。这是真的不管所使用的材料。
Elison Matioli POWERlab,洛桑联邦理工学院的工程
来解决这一挑战,Matioli和博士生穆罕默德Samizadeh Nikoo电子设备,开发了一种新的方法可以战胜这些限制和促进一个新类的太赫兹设备。
而不是缩小他们的设备,他们重新安排它被称为亚结构的蚀刻图案的接触到半导体组成的氮化镓和氮化镓铟sub-wavelength距离。这些亚结构使设备内的电场调控,表现出非凡的特性不发生。
显著,设备可以在电磁频率函数在太赫兹范围内(在-30年0.3太赫兹)明显比使用的兆赫波在今天的电子产品。因此,他们可以携带更大数量的数据对于一个给定的时期或信号,它为应用程序提供伟大的可能性在6 g通信和超越。
我们发现操纵射频场在微观尺度可以显著提高电子设备的性能,不依赖积极的降尺度。
Samizadeh Nikoo,洛桑联邦理工研究第一作者
这一发现最近发表在《华尔街日报》自然。
创纪录的高频率,低阻记录
作为光学太赫兹频率太慢应用程序来管理,和当前电子太快,通常称为“太赫兹范围差距。“用人sub-wavelength亚结构调节光学太赫兹波是一种方法,来自世界。然而,POWERlab的方法使一个非凡的电子控制,与闪亮的外部光束的光学技术在现有的模式。
在我们electronics-based方法,能够控制诱导射频来自sub-wavelength图案的联系人的结合,加上电子渠道与外加电压的控制。这意味着我们可以改变内部的集体效应metadevice诱导电子(或不)。
Elison Matioli POWERlab,洛桑联邦理工学院的工程
尽管目前市场上最尖端的设备可以达到2太赫兹的频率,metadevice POWERlab可以达到20太赫兹。同样的,今天的设备功能在太赫兹范围分解小于2伏,而超过20伏metadevice可以支持。这使得太赫兹信号的调制和传输的频率和功率比是可能的。
集成解决方案
作为Samizadeh Nikoo描述,调制对电信的太赫兹波是重要的未来,随着日益增长的数据需求技术如自主车辆和6 g移动通信快速达到今天的设备的限制。
电子metadevice建于POWERlab可以形成集成的基础太赫兹电子通过构建紧凑、高频芯片可能已经与智能手机操作,例如。
”这种新技术可能会改变未来的超高速通信,因为它是半导体制造兼容现有流程。我们演示了数据传输100吉比特每秒在太赫兹频段,这已经是我们今天有10倍和5克”Samizadeh Nikoo状态。
Matioli指出,下一步是准备来与其他电子组件集成到太赫兹电路完全理解这项技术的能力。
”集成兆赫电子是连接未来的下一个前沿。但是我们的电子metadevice只是一个组件。我们需要开发其他集成太赫兹组件完全实现这一技术的潜力。这是我们的愿景和目标,”他总结到。
期刊引用
Samizadeh Nikoo, M。,Matioli大肠(2023)电子metadevice太赫兹应用程序。自然。doi.org/10.1038/s41586 - 022 - 05595 - z。
来源:https://actu.epfl.ch/