【產(chǎn)通社，10月29日訊】太赫茲波很難馴服，其電磁頻率介于微波和紅外光之間，有望實現(xiàn)超快的無線連接，但很難有效地創(chuàng)建和操作。現(xiàn)在，新的研究揭示了一種有前景的利用這些波的候選材料：碲化汞（HgTe），可將兩個輸入頻率轉(zhuǎn)換為太赫茲輸出，具有創(chuàng)紀錄的室溫效率。

Tatiana Svetikova是德國德累斯頓Helmholtz中心Dresden-Rossendorf量子技術(shù)系的博士生，她新發(fā)表的研究標志著非低溫冷卻的第一次突破。該團隊證明碲化汞“內(nèi)在地起作用，而不僅僅是在模擬或特殊的實驗室條件下�！�


太赫茲鏈路可以取代數(shù)據(jù)電纜嗎？


紐約州立大學(xué)理工學(xué)院無線與智能下一代系統(tǒng)（WINGS）研究中心主任Arjun Singh表示：“利用太赫茲進行數(shù)學(xué)模擬很容易，但要獲得實驗結(jié)果卻極其困難。僅僅是這個小組做到了這一點本身就是一項壯舉。這項研究實際上達到了真正的太赫茲，而真正達到這一目標的實驗研究很少。”

碲化汞器件的開發(fā)代表向片上太赫茲源邁出了一步，這是將當今龐大的桌面系統(tǒng)小型化為適合消費者或數(shù)據(jù)中心使用的組件的先決條件。

Sing說，短程太赫茲鏈路最終可服務(wù)于服務(wù)器或設(shè)備之間的高容量“無線線路”連接�！跋胂笠幌�，消除數(shù)據(jù)大廳里數(shù)百條電纜，這不僅更快，而且節(jié)省了重量、空間和動力�！�

即便如此，太赫茲不會成為6G網(wǎng)絡(luò)的支柱。他說：“大多數(shù)早期的6G部署仍將依賴于已經(jīng)使用的低頻和中頻材料。”相反，太赫茲波更有可能出現(xiàn)在非常密集的環(huán)境中——體育場、城市中心或人工智能數(shù)據(jù)中心——在這些環(huán)境中，極端的數(shù)據(jù)速率和低延遲增加的復(fù)雜性是合理的�！芭c其把它看作6G的基礎(chǔ)，不如把它看作是極端數(shù)據(jù)情況下的專用層�！�


如何提高太赫茲器件的效率？


Helmholtz Zentrum量子技術(shù)部門負責人Georgy Astakhov表示，雖然該設(shè)備的效率僅為2%，但部分原因是材料的厚度限制。如果有更厚的材料，或者多層薄膜，就可以實現(xiàn)接近100%效率。

作為比較，在硅等材料的一些測試中，研究人員得到了類似的結(jié)果，但薄膜要厚得多：“如果有高質(zhì)量的碲化汞，特別是這種厚度，就會得到更好的結(jié)果。”

但問題在于這些材料的可用性，碲化汞的生產(chǎn)成本相當高，目前主要用于軍事探測器。這種材料用于非軍事用途的可用性非常有限，即使是對于像本實驗中這樣的超薄薄膜也是如此。

目前，研究人員正在優(yōu)化參數(shù)，希望能找到更便宜或更便宜的材料，這些材料可以做得更厚或在晶片規(guī)模上，然后就可以提高效率。改成果發(fā)表在最近一期的《自然通信物理》雜志上。查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站https://spectrum.ieee.org/terahertz-chip-room-temperature。（Robin Zhang，產(chǎn)通數(shù)造）