Op chip gebaseerd systeem om Terahertz-golven te genereren
Terahertz-golven maken snellere gegevensoverdracht, precieze medische beeldvorming en radar met hoge resolutie mogelijk, maar het is een uitdaging om ze efficiënt te genereren op een halfgeleiderchip.Veel technieken vereisen omvangrijke siliciumlenzen om voldoende stralende kracht te bereiken, waardoor integratie in elektronische apparaten moeilijk is.
MIT-onderzoekers hebben een Terahertz-versterker-multiplicatiekysteem ontwikkeld dat het stralende kracht vergroot zonder siliciumlenzen.Het toevoegen van een dunne blad met een patroon aan de achterkant van de chip en met behulp van krachtige Intel-transistors creëerde een schaalbare chip-gebaseerde generator voor applicaties zoals beveiligingsscanners en milieumonitors.
Golven maken
De onderzoekers hebben een andere aanpak gevolgd door een elektromechanische theorie met de naam Matching toe te passen, die tot doel heeft de diëlektrische constanten van silicium en lucht in evenwicht te brengen om signaalreflectie aan de grens te verminderen.Ze bereikten dit door een dun vel materiaal te bevestigen met een diëlektrische constante tussen die van silicium en lucht aan de achterkant van de chip, waardoor de meeste golven naar buiten kunnen worden overgedragen in plaats van weerspiegeld te worden.
Een schaalbare aanpak
De onderzoekers selecteerden een goedkoop, commercieel verkrijgbaar substraat met een diëlektrische constante dicht bij de gewenste waarde voor matching.Om de eigenschappen ervan te verfijnen, gebruikten ze een lasersnijder om kleine gaten te maken, waardoor de diëlektrische constante precies werd aangepast.Ze integreerden ook de gespecialiseerde transistoren van Intel, die een hogere maximale frequentie- en afbraakspanning bieden dan traditionele CMOS-transistoren, waardoor hun chip kan worden geproduceerd met een piekstralingsvermogen van 11,1 decibel-milliwatts-de hoogste van de state-of-the-art-techniek.Omdat de chip goedkoop en schaalbaar is, kan deze gemakkelijker worden geïntegreerd in real-world apparaten.
Een belangrijke uitdaging bij het schaalbaar maken van de chip was het beheren van kracht en temperatuur tijdens het genereren van Terahertz Wave en het ontwikkelen van een productievriendelijke methode voor het installeren van het bijpassende blad.De onderzoekers zijn van plan schaalbaarheid aan te tonen door een gefaseerde reeks CMOS Terahertz-bronnen te fabriceren, waardoor ze een krachtige Terahertz-balk kunnen sturen en focussen met behulp van een compact, goedkoop apparaat.