紅魔電競平板評測：大屏幕硬實(shí)力
前言：三年的疫情因?yàn)橐暇W(wǎng)課的原因激活了平板市場，如今網(wǎng)課的時代已經(jīng)過去，大家的生活都恢復(fù)到了正軌，這也就意味著，真正考驗(yàn)平板電腦生存的環(huán)境來了。也就是面對著這種殘酷的
人們一直在嘗試使用更高端的電磁頻譜并發(fā)揮其帶寬潛力，而首當(dāng)其沖的自然就是利用太赫茲頻段開展大規(guī)模應(yīng)用，比如用于尚處萌芽中的6G標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)界一般認(rèn)為，該頻段的范圍為0.1～10THz(3000～30μm)，介于毫米級射頻和紅外頻率之間。
自由空間(無任何多徑傳播的空間)中，1THz信號的波長為300μm，周期為1ps。需要注意的是，太赫茲頻段還有其他幾個名稱，如亞毫米、遠(yuǎn)紅外線和近毫米波(這么多的叫法有時候的確會讓人感到有些困惑)。
為太赫茲頻段開發(fā)元器件極具挑戰(zhàn)性，因?yàn)檫@類器件將工作在一個特殊的頻段中，該頻段位于通常的射頻能量域(“電子”)的最高端之上方，到極為不同的光能域(“光子”)之下方，具體如圖1所示。雖然所有頻譜在理論上都受麥克斯韋方程的約束，但現(xiàn)實(shí)應(yīng)用和面臨的實(shí)際問題使得這段頻譜與其它頻譜有很大不同。
圖1：電磁波譜是連續(xù)的。不過，介于“射頻”和光學(xué)之間的這一頻段，即業(yè)界通常所說的太赫茲頻段，卻具有一些獨(dú)特的特征和挑戰(zhàn)性。資料來源：捷克科學(xué)院物理研究所電介質(zhì)部
太赫茲頻段已經(jīng)在一些特殊應(yīng)用中得到了一定的使用，比如可以看到表面下方或穿過墻壁的掃描儀，甚至是一些醫(yī)療應(yīng)用。但由于校準(zhǔn)和其他問題，這些系統(tǒng)都很復(fù)雜，成本也很高，而且還難以使用。因此，從許多方面看，太赫茲頻段都是一個非常具有挑戰(zhàn)性和挑剔的頻段。不過，凡事皆有兩面。
開發(fā)所需的太赫茲元器件，有兩種主要解決方案。一種方案是繼續(xù)縮小現(xiàn)有的高吉赫茲有源和無源元器件，但對這一方案在物理學(xué)、材料學(xué)、以及現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，都遭遇到了很大的阻力。另一種方案是增大固態(tài)片上光學(xué)元器件的工作波長，從上方進(jìn)入該頻段。
前一種方案的成功可能性非常有限，而后一種方案則稍好一些。但不管是哪種方案，都非常艱難，進(jìn)展甚微；而且如何解決所需的測試問題，也是一個不小的挑戰(zhàn)。
現(xiàn)在，第三種方案正在獲得越來越多研究者的青睞，并獲得了一些成功。這種方案就是采用已經(jīng)在一些光學(xué)元器件中使用的超材料器件(metadevice)。這種超器件利用的是微觀級別的射頻場，因此具有優(yōu)異的電子特性。其中大部分的物理制造，利用的都是高端半導(dǎo)體技術(shù)，但基板使用的是鈮酸鋰等材料。
這些深亞波長尺寸的超器件，在集合式電磁相互作用的靜電控制基礎(chǔ)上工作，可以作為控制傳統(tǒng)器件(比如二極管和晶體管)中電流的一種替代產(chǎn)品。這些超材料可以提供自然界中沒有的功能，例如以意想不到的方式使光線彎曲的能力。光學(xué)超材料通常采用具有重復(fù)圖案的結(jié)構(gòu)，其尺寸小于受它們影響的光波長。
瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(ETHZurich)向業(yè)界展示了所取得的進(jìn)展，以及他們的解決方案(見發(fā)表在《自然》雜志上的文章《用于太赫茲應(yīng)用的電子超器件》)。他們的策略成就了一類新的電子器件，這些器件具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10THz的截止頻率，創(chuàng)紀(jì)錄的高電導(dǎo)值，極高的擊穿電壓和皮秒級的開關(guān)速度，而這些都是相關(guān)器件和電路的關(guān)鍵要素。
所開發(fā)的結(jié)構(gòu)尺寸，比他們之前開發(fā)的用于控制的波浪集合式電磁相互作用結(jié)構(gòu)還要小。他們在一個由氮化鎵和氮化銦制成的半導(dǎo)體上，成功蝕刻出了亞波長間距的接觸超結(jié)構(gòu)圖案。通過控制器件內(nèi)部的電場，這些超結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生自然界中無法實(shí)現(xiàn)的卓越特性(見圖2)。
圖2：與先進(jìn)的物理學(xué)概念不同，超結(jié)構(gòu)提供了一種在深亞波長級別上，對集合式電磁相互作用結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜電控制的方法。資料來源：ResearchGate
接下來是如何對該器件進(jìn)行測試。他們通過測試給出了0.75-1.1THz頻段內(nèi)的復(fù)合散射參數(shù)(見圖3)。
圖3：利用一個看似簡單、但實(shí)際卻極其復(fù)雜的測試方案，來評估0.75-1.1THz頻段的性能。資料來源：ResearchGate
除了器件表征外，他們還將連續(xù)波(CW)太赫茲信號注入了圖4所示調(diào)制器的右側(cè)端口。反射波是太赫茲載波上的數(shù)據(jù)信號，用相干接收器進(jìn)行接收。由于接收到的是具有四個不同載波頻率的調(diào)制信號，因此通道之間的串?dāng)_幾乎為零。
圖4：該團(tuán)隊(duì)還搭建了一個調(diào)制器，可以處理四個間距極小的載波、并具有最低的串?dāng)_。資料來源：ResearchGate
另外，圖4所示結(jié)果也表明，在大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)中，超器件調(diào)制器也具有超密集分配通道的潛力。
(參考原文：metadevices-may-fill-the-terahertz-component-gap）
本文為《電子工程專輯》2023年9月刊雜志文章，版權(quán)所有，禁止轉(zhuǎn)載。點(diǎn)擊申請免費(fèi)雜志訂閱
本文鏈接：http://www.www897cc.com/showinfo-27-9699-0.html填補(bǔ)太赫茲頻段空白的超材料器件
聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容旨在傳播知識，若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。郵件：2376512515@qq.com
Copyright ? 2016-2023 天津谷騏科技有限公司 版權(quán)所有 sitemap.xml
違法及侵權(quán)請聯(lián)系：2376512515@qq.com 津ICP備18001702號
津公網(wǎng)安備 12010102000574號