HemNyheterChipbaserat system för att generera terahertz vågor

Chipbaserat system för att generera terahertz vågor



Terahertz-vågor möjliggör snabbare dataöverföring, exakt medicinsk avbildning och högupplösta radar, men att generera dem effektivt på ett halvledarchip är utmanande.Många tekniker kräver skrymmande kisellinser för att uppnå tillräckligt med utstrålande kraft, vilket gör integration i elektroniska enheter svåra.

MIT-forskare har utvecklat ett Terahertz-förstärkare-multiplier-system som ökar utstrålande kraft utan kisellinser.Att lägga till ett tunt, mönstrat ark på baksidan av chipet och använda högeffektiska Intel-transistorer skapade en skalbar chipbaserad generator för applikationer som säkerhetsskannrar och miljöövervakare.

Göra vågor
Forskarna tog ett annat tillvägagångssätt genom att tillämpa en elektromekanisk teori som kallas matchning, som syftar till att balansera de dielektriska konstanterna i kisel och luft för att minska signalreflektionen vid gränsen.De uppnådde detta genom att fästa ett tunt ark med material med en dielektrisk konstant mellan kisel och luft på baksidan av chipet, så att de flesta vågor kan överföra utåt snarare än att reflekteras.

Ett skalbart tillvägagångssätt
Forskarna valde ett billigt, kommersiellt tillgängligt underlag med en dielektrisk konstant nära det önskade värdet för matchning.För att finjustera sina egenskaper använde de en laserskärare för att skapa små hål och justera den dielektriska konstanten exakt.De integrerade också Intels specialiserade transistorer, som erbjuder en högre maximal frekvens- och nedbrytningsspänning än traditionella CMOS-transistorer, vilket gör det möjligt för deras chip att generera terahertz-signaler med en topp strålningskraft på 11,1 decibel-milliwatt-den högsta bland toppmoderna tekniker.Eftersom chipet är billigt och skalbart kan det lättare integreras i verkliga enheter.

En viktig utmaning för att göra chipet skalbar var att hantera kraft och temperatur under terahertz våggenerering och utveckla en tillverkningsvänlig metod för att installera matchningsarket.Forskarna planerar att visa skalbarhet genom att tillverka en fasad uppsättning CMOS terahertz-källor, vilket gör att de kan styra och fokusera en kraftfull terahertz-stråle med en kompakt, lågkostnadsanordning.