【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】3月31日消息，據(jù)外媒報道，來自瑞士洛桑的功率和寬帶隙電子研究實驗室(POWERlab)的科學家已經(jīng)制造出一種能夠產(chǎn)生高功率太赫茲(THz)波的納米器件。該設備通過產(chǎn)生強大的“火花”來實現(xiàn)，該電壓在皮秒范圍內(nèi)從10 V(或更低)到100 V的峰值升高。由Elison Matioli教授領導的研究小組表示，有一天可以將該技術(shù)安裝在智能手機和其他手持設備中，從而幫助工程師開發(fā)更快的無線通信，并進一步推動醫(yī)療和安全成像系統(tǒng)的革命。
 

納米器件可以通過其實現(xiàn)的柔性基板。圖片由EPFL / POWERlab提供。
 

　　據(jù)悉，一直以來，太赫茲波以極高的頻率振蕩-每秒1000億至30萬億個周期，并且可以穿透各種材料，包括木材和石墻，它們還可以攜帶大量數(shù)據(jù)以及檢測空氣污染，由于這些特性，工程師和科學家們都一直在嘗試利用太赫茲波來構(gòu)建未來的無線設備。但是，傳統(tǒng)的電子設備只能以每皮秒一伏的速度進行切換，這使其速度至少比產(chǎn)生大功率太赫茲波所需的速度慢十倍，因此到目前為止，大多數(shù)通過常規(guī)電子設備實現(xiàn)此目標的嘗試已轉(zhuǎn)化為繁瑣且昂貴的過程。
 

　　為了制造新的納米器件，Matioli的團隊將兩個金屬板隔開20納米，然后向其中一個施加增量電壓，這導致其中一塊金屬板上的電子激增并形成納米等離子體，一旦電壓達到某個閾值，電子便被轉(zhuǎn)移到另一塊金屬板上。該設備每秒估計有5000萬個信號，產(chǎn)生了一個高強度脈沖，該脈沖產(chǎn)生了高頻波，當連接到天線時，該設備能夠產(chǎn)生、引導和輻射高能太赫茲波。
 

　　研究人員解釋道，獲得高能量和高頻脈沖都是一項了不起的成就。因為高頻半導體器件的尺寸為納米級，它們只能承受幾伏特的電壓才能爆發(fā)，與此同時，高功率器件又太大又太慢，無法產(chǎn)生太赫茲波。為了解決該問題，研究人員隨后決定將與等離子體的舊領域相關(guān)的原理與新的納米級制造技術(shù)相結(jié)合。
 

　　研究人員稱，由于太赫茲波是一種非電離輻射，因此不會對人體健康構(gòu)成威脅。實際上，過去成功使用該技術(shù)(如果進行更大且更昂貴的嘗試)獲得了與機場掃描有關(guān)的應用程序?，F(xiàn)在，該領域的新研究不僅為無線通信應用提供了可能性，而且還為那些為醫(yī)療保健和安全目的而開發(fā)的成像系統(tǒng)提供了可能性。此外，考慮到這些納米器件的構(gòu)造相對簡單，可以以非常低的成本批量生產(chǎn)它們。
 

　　這項研究的第一作者，博士生穆罕默德·薩米扎德·尼古(Mohammad Samizadeh Nikoo)說：“這些納米器件一方面帶來了極高的簡便性和低成本，另一方面卻表現(xiàn)出了出色的性能?？紤]到這些獨特的特性，納米等離子體可以為超快電子領域塑造一個不同的未來。展望未來，這項技術(shù)可能適合于許多應用，包括與晶體管等其他電子設備的集成。”