Lo primero es lo primero:
- No es un chip digital. Esto se clasifica como un circuito integrado monolítico de Terahertz. Los expertos en microondas pueden estar familiarizados con el término MMIC.
- Utiliza un diodo Gunn como fuente e integra duplicadores de frecuencia, triplicadores, amplificadores y transistores de control para cambiar la ruta de la señal.
entonces:
- El artículo debe estar equivocado. El proceso CMOS estándar no puede extenderse para generar transistores con una frecuencia de corte en el rango THz debido a la capacidad de acumulación. DARPA obviamente no tiene interés en publicar esto con mucho, pero las micrografías SEM en su página no se parecen en nada a los MOSFET
- Los transistores de alta movilidad de electrones han existido por más de 30 años como dispositivo académico, pero poco a poco se han abierto camino a través de aplicaciones comerciales de nicho. Los HEMT tienen más en común con los BJT que con los MOSFET.
- Las ondas THz actúan un poco como ondas de radio y ondas fotónicas. El silicio también tiene el desafortunado efecto secundario de ser completamente transparente al submilimitador (radiación THz),
- Alan Guth: De acuerdo con la teoría de la inflación de Alan Guth, a la décima millonésima parte de la billonésima parte de la billonésima parte de la gravedad, surgió la gravedad. ¿Cómo calculan los científicos esta vez?
- ¿Qué son los olores, físicamente, qué elementos están involucrados en los olores y cómo huelen las cosas?
- Si conocemos los componentes básicos de la vida, ¿por qué no podemos crearlo en un laboratorio?
- ¿Qué impide que un vaso de agua que está sentado en la mesa de mi cocina hierva de la nada, en comparación con un vaso de agua que flota en el espacio exterior?
- ¿Por qué las personas están tan ansiosas y dispuestas a creer cosas que son completamente contrarias a los descubrimientos científicos?
- (una lente hiperhemisférica de silicio para THz, valorada en $ 2000)
por lo tanto, no hay manera de limitar la onda de luz dentro del transistor.
- El fosfuro de indio, InP es la aleación cristalina de elección aquí, tal como se utiliza en los láseres de telecomunicaciones. Este cambio repentino de material significa que nunca se producirá en el volumen de silicio, y nunca será tan barato; Semiconductores compuestos como estos no pueden escalarse tan fácilmente como el silicio, todos los procesos son un poco más delicados y complicados.
- el diseño sugiere que tiene una fuente, un oscilador maestro y una sección de igualación de impedancia integrada en un chip. Esto es bastante significativo, ya que la integración de un heterodino THz en un chip ha sido un sueño para los ingenieros de RF desde principios de los años 80.
- Este diseño similar ha sido propuesto anteriormente por JPL boffins y se usó en el telescopio de infrarrojo lejano Herschel de la Agencia Espacial Europea.
Ver documento aquí http://herschel.esac.esa.int/Pub…
- recuerde … esto fue a nivel técnico de los años 80 … ahora este enorme detector de 300 kg, incluidos los tanques de nitrógeno y helio, puede ser mucho. mucho más pequeño si el chip puede generar cualquier cantidad útil de radiación THz si se usan refrigeradores termoeléctricos (placas de efecto Peltier 🙂
En un contexto militar, la aplicación podría incluir:
- Punto a punto, enlace seguro, comunicación inalámbrica de vehículos. Una gran cantidad de datos se pueden transmitir en una ráfaga que vale un microsegundo. Actualmente, esto es mucho más factible con los láseres, pero la luz láser se difracta por grandes partículas dispersas en el aire, muy comunes en una zona de guerra en llamas.
- adquisición de objetivo de infrarrojo lejano y designador: puede ser difícil de bloquear, ya que realizar una potente interferencia de THz en unas pocas ventanas de frecuencia requiere un nivel significativo de tecnología, que Rusia no tiene. El PRC, tal vez, pero no hoy; No mañana, tampoco.
Aplicación industrial:
- Monitoreo de grietas microscópicas, fracturas, erosión en cerámica (pinzas de freno, puntas de palas de aerogeneradores …)
- detección de gas, muchos gases, incluida la naturaleza explosiva, tienen líneas de absorción en esta área, por lo que una onda Thz que recorre un parche de gas no se devolverá tanto.
- Comunicaciones de placa a placa (¿servidor?), donde la fibra óptica no es practicable por cualquier motivo.
aplicación médica:
- Imágenes de la piel y el tejido dental (aunque dudo que este tipo de dispositivo en particular tenga una capacidad de resolución / ancho de línea lo suficientemente delgada como para poder arrancarlo correctamente)
- Escáner de campo de emergencia: las ondas del submilimitador pueden penetrar muchas prendas y comprobar si la piel ha sido perforada o no sin mover al paciente puede hacer una gran diferencia en la clasificación.
aeroespacial:
Detección de gases interestelares y objetos fríos.
Línea de fondo:
El problema con los THz en general es que en este momento no tenemos idea de cómo hacerlos eficientes en absoluto, pero en la última década, hay signos de un progreso lento pero constante.
En optoelectrónica, los láseres a veces se pesan por la eficiencia de su enchufe de pared. Para obtener 1 mW de salida de luz, podría ser necesario bombear un láser con 10 mW … para que el 10% se convierta en luz. No es horrible
Aquí, podemos usar 10mW para ganar 40uW … ¡y estaríamos orgullosos de tener un valor tan alto (a temperatura ambiente)! Algunos grupos, en particular el del profesor Asada (U. Tokio) y la U de Leeds (Reino Unido) lo han logrado.
Esto es en gran medida una ingeniería estándar de microondas / guías de onda, que involucra algo de magia extra debido a la naturaleza de las ondas THz. De hecho, es bastante sorprendente que este método funcione en absoluto, pero gracias a las aleaciones superconductoras de temperatura cercana a la temperatura ambiente y la relativa facilidad con que se puede enfriar la electrónica de estado sólido, es una opción muy atractiva.
También hay una forma fotónica de generar terahertz, por
- golpeando la radiación del láser en un semiconductor y capturando THz en el otro lado (“latidos cuánticos”): eficiencia deficiente, no toda la física entendida
- genere fotones lentamente al combinarlos en una antena fotoconductora de baja temperatura (un patrón dorado en el semiconductor) – super mala eficiencia
- use un láser Quantum en cascada, un nuevo láser semiconductor de nanotecnología inventado por el Prof. Frederik Capasso (en este momento necesita nitrógeno líquido, física de pesadilla)
La otra forma “eléctrica” de generar radiación THz:
- use una porción del QCL anterior y haga un diodo de túnel resonante, que actúa como una antena de cavidad nanoscópica (mi tema de doctorado): funciona a temperatura ambiente, pero no de manera brillante, necesita una fuente de alimentación conmutada complicada
Entonces, ¿a dónde nos lleva esto? Esta es la tecnología de THz en su infancia temprana. Comparado con la tecnología del circuito integrado Si-CMOS, este es el nivel de principios de la década de 1970, cuando tenían cientos de transistores por chip.
Ninguna de las imágenes en esta publicación es un trabajo original, y se recopilaron con una búsqueda rápida en Google y representan un uso justo para ilustrar una idea.