【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】3月31日消息，據(jù)外媒報(bào)道，來(lái)自瑞士洛桑的功率和寬帶隙電子研究實(shí)驗(yàn)室(POWERlab)的科學(xué)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(shè)備通過(guò)產(chǎn)生強(qiáng)大的“火花”來(lái)實(shí)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(lǐng)導(dǎo)的研究小組表示，有一天可以將該技術(shù)安裝在智能手機(jī)和其他手持設(shè)備中，從而幫助工程師開(kāi)發(fā)更快的無(wú)線通信，并進(jìn)一步推動(dòng)醫(yī)療和安全成像系統(tǒng)的革命。
 

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

　　據(jù)悉，一直以來(lái)，太赫茲波以極高的頻率振蕩-每秒1000億至30萬(wàn)億個(gè)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(cè)空氣污染，由于這些特性，工程師和科學(xué)家們都一直在嘗試?yán)锰掌澆▉?lái)構(gòu)建未來(lái)的無(wú)線設(shè)備。但是，傳統(tǒng)的電子設(shè)備只能以每皮秒一伏的速度進(jìn)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(guò)常規(guī)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的嘗試已轉(zhuǎn)化為繁瑣且昂貴的過(guò)程。
 

　　為了制造新的納米器件，Matioli的團(tuán)隊(duì)將兩個(gè)金屬板隔開(kāi)20納米，然后向其中一個(gè)施加增量電壓，這導(dǎo)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(dá)到某個(gè)閾值，電子便被轉(zhuǎn)移到另一塊金屬板上。該設(shè)備每秒估計(jì)有5000萬(wàn)個(gè)信號(hào)，產(chǎn)生了一個(gè)高強(qiáng)度脈沖，該脈沖產(chǎn)生了高頻波，當(dāng)連接到天線時(shí)，該設(shè)備能夠產(chǎn)生、引導(dǎo)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(xiàng)了不起的成就。因?yàn)楦哳l半導(dǎo)體器件的尺寸為納米級(jí)，它們只能承受幾伏特的電壓才能爆發(fā)，與此同時(shí)，高功率器件又太大又太慢，無(wú)法產(chǎn)生太赫茲波。為了解決該問(wèn)題，研究人員隨后決定將與等離子體的舊領(lǐng)域相關(guān)的原理與新的納米級(jí)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(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。實(shí)際上，過(guò)去成功使用該技術(shù)(如果進(jìn)行更大且更昂貴的嘗試)獲得了與機(jī)場(chǎng)掃描有關(guān)的應(yīng)用程序?，F(xiàn)在，該領(lǐng)域的新研究不僅為無(wú)線通信應(yīng)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(kāi)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(duì)簡(jiǎn)單，可以以非常低的成本批量生產(chǎn)它們。
 

　　這項(xiàng)研究的第一作者，博士生穆罕默德·薩米扎德·尼古(Mohammad Samizadeh Nikoo)說(shuō)：“這些納米器件一方面帶來(lái)了極高的簡(jiǎn)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(dú)特的特性，納米等離子體可以為超快電子領(lǐng)域塑造一個(gè)不同的未來(lái)。展望未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)可能適合于許多應(yīng)用，包括與晶體管等其他電子設(shè)備的集成。”