استعراض

ووفقا للمعهد الاتحادي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) الموقع الرسمي ذكرت مؤخرا، وضعت المدرسة فريق بحث من أسرع الترانزستور اليوم 10 مرات أسرع الأجهزة النانوية. الجهاز يمكن أن تولد الطاقة العالية موجة تيراهيرتز. ومن المعروف جيدا، على الرغم من أن موجة تيراهيرتز يمكن تطبيقها من الإدراك ومن ثم تصويرها على سلسلة من سرعة عالية الفن الاتصالات اللاسلكية، ولكن من الصعب لتوليد. جلب عالية الطاقة العملية بيكو ثانية للجهاز، مثل علاج السرطان أيضا أملا كبيرا لبعض التقنيات الطبية المتقدمة.

خلفية

تيراهيرتز (أ THZ) موجة، ونطاق الترددات ما بين 100GHz إلى 10 THz لل، يتوسطون بين الميكروويف والموجات تحت الحمراء.

(المصدر: ويكيبيديا)

اختراق تيراهيرتز موجة وجود قوي وآمن، والتوجه جيد، عرض النطاق الترددي كبير، والوقت والقرار المكانية المزايا الفنية العالية، يمكن أن تخترق الورق والملابس والخشب والجدران، ويمكن الكشف عن تلوث الهواء.

تصوير (المصدر: برمك حشمت) محتوى صفحات الكتاب على الجمع بين استخدام التكنولوجيا THz لل

المصدر موجة تيراهيرتز يمكن أن تحدث ثورة في أنظمة التصوير والأمن الطبية، بالإضافة يمكن ان يحمل كمية هائلة من، الاتصالات اللاسلكية أسرع.

THz للنظام الاتصالات (المصدر: جامعة )

موجة تيراهيرتز هي الإشعاع غير المؤين، لا تضر بصحة الإنسان. وقد استخدمت هذه التقنية للركاب المسح في بعض المطارات والكشف عن المواد والمواد الخطرة.

تيراهيرتز التصوير فحص الرسم التخطيطي (صور من الإنترنت)

وعلى الرغم من موجات تيراهيرتز توقعات يبدو مشرقا، ولكن لا يزال لا يستخدم على نطاق واسع، لأن ذلك مكلف ويتطلب معدات كبيرة وضخمة لإنتاج.

ابتكار

في الآونة الأخيرة، وضعت المعهد الاتحادي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) فإن التكنولوجيا الجديدة تغيير كل ذلك. يقع الكهرباء وفجوة الحزمة واسعة مختبر بحوث الإلكترونيات فريق (POWERlab)، تحت قيادة البروفيسور اليسون ماتيولي، خلقت نانو الأجهزة (1 النانومتر هو جزء من المليون من المليمتر). يجوز للجهاز في picoseconds (أ بيكو ثانية يساوي تريليون في الثانية الواحدة) توليد إشارة في قوة عالية، وبالتالي توليد الطاقة العالية تيراهيرتز موجة.

(المصدر: EPFL)

هذه التكنولوجيا يمكن تركيبها على شريحة أو مادة مرنة، ويمكن تركيبها حتى في المستقبل على الهواتف الذكية وغيرها من الأجهزة المحمولة. وكان المؤلف الأول للدراسة الدكتوراه POWERlab طالب محمد Samizadeh Nikoo والأوراق ذات الصلة التي نشرت في "نيتشر (الطبيعة)" المجلة.

تكنولوجيا

أرخص كاملة من أجهزة النانو الإلكترونية الصغيرة، من خلال مصدر موجة مصغرة تيراهيرتز، وعلى الفور توليد تيراهيرتز موجات من كثافة عالية. وطريقة عملها هو لتوليد "الشرارة" قوية في بيكو ثانية، و "الشرارة" وجود ذروة الجهد من 10 فولت (أو أقل) إلى 100 فولت. الجهاز قادر على توليد مستمر تقريبا هذا "الشرارة" وسائل والتي قد تصدر ما يصل الى 50 مليون الإشارات في الثانية الواحدة. عندما شنت على هوائي، النظام قد تولد والإرسال عالية الطاقة موجة تيراهيرتز.

يتكون الجهاز من اثنين من لوحات معدنية تتكون من مسافة قريبة، والمسافة بينهما ما يصل الى 20 نانومتر. عندما يتم تطبيق الجهد، حيث لوح الكتروني القطيع، تتشكل هناك نانو بلازما. وبمجرد أن الجهد إلى حد معين، الإلكترونات نحو لوحة ثانية على الفور تقريبا. هذا التحول السريع مع مثل هذه الخطوة تنفذ بسرعة، لخلق البقول ذات الكثافة العالية يمكن أن تنتج موجة عالية التردد.

سرعة التحول من الأجهزة الإلكترونية التقليدية يمكن أن تصل فقط 1 فولت في بيكو ثانية، والتي هي بطيئة جدا ليتم إنشاؤها موجة تيراهيرتز عالية السلطة.

والأجهزة النانوية الجديدة إلى عشر مرات أسرع، قد يتم إنشاء كل من نبض الطاقة العالية وارتفاع وتيرة. وقال ماتيولي: "بصفة عامة، بحيث المتغيرين غير ممكن للوصول إلى قيم عالية جدا عالية التردد أبعاد الجهاز أشباه الموصلات والنانوية، فإنها يمكن أن تحمل فقط الجهد من عدة فولت في نفس الوقت، عظيم. جهاز السلطة لتوليد موجات تيراهيرتز كبير جدا بطيئة جدا. لدينا الحل هو استخدام أحدث تكنولوجيا النانومتر تصنيع إعادة نظر مجال البلازما القديم الذي يقترح جهاز جديد يمكن اختراق هذه الحدود ".

قيمة

وقال ماتيولي سيتم دفع الجهاز الجديد جميع المتغيرات هي حدود: "أنت لا عادة نسمع" عالية التردد "في نفس الجملة،" القوة "و" النانو "هذه الشروط".

وقال Samizadeh: "من ناحية، وnanodevice لتحقيق مستوى عال من البساطة والتكلفة المنخفضة، من ناحية أخرى، وأيضا الأداء المتفوق أثبتت بالإضافة إلى أنها قد تكون على سبيل المثال الترانزستور متكاملة مع غيرها من الأجهزة الإلكترونية. معا للحصول على هذه الخصائص، نانو بلازما قد تخلق حقل مختلف عن الأجهزة الإلكترونية المستقبل سرعة فائقة ".

بالإضافة إلى تكنولوجيا تتولد موجات تيراهيرتز خارج فضلا عن مجموعة واسعة من التطبيقات. وأضاف ماتيولي: "نحن واثقون من أنه سيكون هناك المزيد من التطبيقات المبتكرة المقبلة".

الكلمة

Nanodevice، تيراهيرتز هوائي

المواد المرجعية

[1] محمد Samizadeh Nikoo، ارمين جعفري، Nirmana بيريرا، مينغ هوا تشو، جيوفاني Santoruvo، اليسون ماتيولي. Nanoplasma تمكين بيكو ثانية مفاتيح للإلكترونيات فائق السرعة . الطبيعة، 2020، 579 (7800): 534 DOI: 10.1038 / s41586-020-2118 ذ

[2] https://actu.epfl.ch/news/a-nanoscale-device-that-can-see-through-walls/