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太赫兹波被觉得是一种庞杂的器用，不错在潜在的 6G 积蓄首快速传输无数数据，并像 X 射线相似穿透固体物资——而且莫得危境的电离辐照。然则，事实阐述，将这些思法果真付诸扩充十分长途。刻下，一个打算小组示意，他们正在行使一种不错将庞杂的太赫兹波放在芯片上的诞生，让太赫兹梦思更接近现实。
太赫兹波位于微波和远红外光之间电磁波谱中被残酷的部分，时常在 0.1 到 10 太赫兹的范围内。除了大致穿透好多材料以外，太赫兹波的频率比无线电波更高，这使得它们大致传输更多信息。太赫兹波的过错是行使它们的物理条目具有挑战性。它们很快就会被空气中的水蒸气领受，在铜等常用的电子材料中会损耗，而且产生这些频率的才略时常很大或只不错低功率产生它们。
由于硅和空气的介电常数不同，在芯片中产生太赫兹波时，这个问题就很昭着了。介电常数是指材料都集电场的才略。当波际遇介电常数不同的材料范围时，一部分波会被反射，一部分会被透射。材料之间的对比度越大，反射越大。硅的介电常数为 11.9，远高于空气 (1)，因此，太赫兹波会在硅和空气的界面处反射。这会导致严重的信号圆寂。
自拍视频一种科罚才略是在芯片上摈弃硅透镜以增强辐照功率，使太赫兹信号传播得更远，但这些透镜价钱腾贵，何况可能比芯片本人还要大。
行使图案化薄片增强太赫兹波
为了克服这一限制，麻省理工学院的打算东谈主员选择了不同的才略。他们莫得使用透镜，而是在芯片后面贴上一种非凡图案的薄片，以增强电磁波从硅到空气的传输。薄片上有好多孔，一部分是硅，一部分是空气，介电常数介于硅和空气之间，使大多数波不错透射而不是反射。打算东谈主员完了了他们所说的比现存诞生更高的辐照功率，而且莫得使用硅透镜。
在 2 月底于旧金山举行的IEEE 海外固态电路会议上，该团队在论文和幻灯片中空洞了太赫兹辐照器诞生奈何整合片上放大器-倍增器链阵列、倍增器和宽带蝴蝶结形槽线天线。系数这些加起来酿成了一个可产生 232 至 260 千兆赫辐照的系统。
除了介电片以外，该芯片还选择了高功率英特尔晶体管，击穿电压为 6.3 伏，最大频率为 290 GHz，高于传统CMOS晶体管。该团队称，该芯片装配在一块 51 x 40 毫米的印刷电路板上，介电匹配片走漏在后面，测得的峰值辐照功率为 11.1 分贝毫瓦，高于 200 至 300 GHz 频段的同类诞生。
麻省理工学院电气工程与筹谋机科学系打算生示意，介电片并不是一个新认识，但 CMOS 太赫兹源是其应用的理思场景。
该辐照器本钱低，可大鸿沟坐褥。潜在的应用领域包括高分歧率雷达成像、宽带无线传输和更好的医学成像。
“主要挑战是温度和电流密度料理。刻下，电路在相对极点的条目下启动，这裁汰了晶体管的寿命，”他说。
“此外，要是咱们将系统鸿沟扩大到大型 CMOS 阵列，热料理将成为一个重要问题，”他补充谈。“这需要更雅致的散热器和电扇设想。不外，咱们展望这些挑战不错在过去两到四年内取得有用科罚。”
加州大学洛杉矶分校电气与筹谋机工程学讲明莫娜·贾拉希 (Mona Jarrahi)诚然未参与这项打算，但她称这是高频电子领域的“一项冲破性设置”。
Jarrahi 示意：“这一显耀跨越不仅冲破了太赫兹领域 CMOS 时代的极限，而且还完了了高输出功率、低本钱和紧凑集成的空前组合。”
“将这种出色的性能彭胀到更高的太赫兹频率仍然是好多打算东谈主员正在布置的挑战。晶体管的截止频率、器件寄生和互连损耗等物理限制是更高频率操作的主要制约身分。”
https://spectrum.ieee.org/terahertz-waves
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