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Un equipo de investigación ha logrado desarrollar un detector de ondas de terahercios a temperatura ambiente con alta velocidad y sensibilidad, allanando el camino para avances en el desarrollo de la tecnología 6G/7G de próxima generación.
![Detección de terahercios de alta velocidad y alta sensibilidad para el desarrollo de 6G/7G](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_40603_17037614841137687.jpg)
Los detalles de este logro innovador fueron documentados en la revista. Nanofotónica el 9 de noviembreTh2023.
La mejora de las velocidades de comunicación actuales depende de las ondas de terahercios (THz), que son ondas electromagnéticas en el rango de THz que se encuentran entre los segmentos de microondas e infrarrojos del espectro electromagnético. Estas ondas suelen cubrir frecuencias de 300 gigahercios a 3 THz.
Sin embargo, los dispositivos semiconductores convencionales basados en electrónica o fotónica se enfrentan al desafío de lograr una detección rápida y sensible de ondas de THz a temperatura ambiente.
Los plasmones bidimensionales juegan aquí un papel crucial. En un transistor de efecto de campo semiconductor, existe un canal de electrones bidimensional que alberga cuantos de densidad de carga colectivos conocidos como plasmones bidimensionales.
Estos plasmones representan estados excitados de electrones que exhiben un comportamiento similar al de un líquido. Su promesa radica en los efectos de rectificación no lineal que surgen de estos comportamientos similares a los de los líquidos, junto con su rápida respuesta que no se ve afectada por el tiempo de tránsito de los electrones. En conjunto, estas propiedades hacen de los plasmones bidimensionales un medio convincente para detectar ondas de THz a temperatura ambiente.
Descubrimos un efecto de rectificación de plasmón 3D en el detector de ondas THz. El detector se basó en un transistor de fosfuro de indio con alta movilidad de electrones y nos permitió aumentar la sensibilidad de detección en más de un orden de magnitud más que los detectores convencionales basados en plasmones 2D..
Akira Satou, profesor asociado, Instituto de Investigación de Comunicaciones Eléctricas, Universidad de Tohoku
La innovadora técnica de detección integró a la perfección el tradicional efecto de rectificación hidrodinámica no lineal vertical de los plasmones 2D con la introducción de la no linealidad vertical de la corriente del diodo.
Este enfoque abordó significativamente la distorsión de la forma de onda que surge de múltiples reflexiones de señales moduladas de alta velocidad, un desafío clave en los detectores convencionales basados en plasmones 2D.
Además de Satou, el equipo de investigación estuvo dirigido por el profesor especialmente designado Tetsuya Suemitsu del Centro de Incubación de Creación de Nuevas Industrias de la Universidad de Tohoku y Hiroaki Minamide del Centro RIKEN de Fotónica Avanzada.
Nuestro nuevo mecanismo de detección supera la mayoría de los cuellos de botella de los detectores tradicionales de ondas de terahercios.. De cara al futuro, esperamos ampliar aún más nuestro rendimiento mejorando el rendimiento del dispositivo..
Akira Satou, profesor asociado, Instituto de Investigación de Comunicaciones Eléctricas, Universidad de Tohoku
Referencia de la revista:
Sato, A., et al. (2023) Lectura de puerta y efecto de rectificación 3D para mejorar en gran medida la capacidad de respuesta de los detectores de terahercios plasmónicos asimétricos con dos puertas de rejilla. Nanofotónica. doi.org/10.1515/nanoph-2023-0256.
Fuente: https://www.tohoku.ac.jp/en/index.html
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