Сверхвысокие частоты в минимальном пространстве

Резонансный туннельный диод из Дармштадта генерирует самую высокую из всех когда-либо воспроизводимых частот терагерцового диапазона - 1,111 ТГц. Известно, что передатчики и приемники терагерцового диапазона очень громоздкие и очень дорогие. Но это вскоре может измениться: физики и инженеры разработали передатчик, который составляет в объеме менее одного квадратного миллиметра. Изготовление полупроводника базируется на более или менее традиционной технологии. Вместе с тем, он очень маленький и работает при комнатной температуре.

Этот полупроводник установил новый рекорд по частоте для туннельно-резонансного диода (RTD) – он способен генерировать на частоте 1,111 ТГц. Это самая высокая частота, которая когда-либо была достигнута в полупроводниковом устройстве. Теоретически, как утверждает Michael Feiginov – исследователь института микроэлектроники и фотоники, полупроводник может воспроизводить значительно более высокие частоты - до трех терагерц.

Это будет возможно при анализе материала с помощью терагерцового излучения с высоким разрешением. Туннельный диод исследователей Дармштадта работает при комнатной температуре, что делает его привлекательным для различных технических решений. "Например, его можно использовать для спектроскопического исследования молекул, которые имеют свои резонансы в диапазоне терагерц", - говорит Feiginov.

В том числе, датчик может быть применен в устройствах контроля качества материалов (проверка целостности структуры) или в медицине для отличия больных тканей от здоровых в организме.

Миниатюризация устройства уже находится на пределе технически возможного. Сердце диода-RTD, имеет двухбаръерную структуру в квантовой яме, встроенную в тонкий слой полупроводника индиум-геллиум-арсенида, который внедрен между двумя очень тонкими барьерными слоями полупроводникового арсенида алюминия.

Толщина каждого слоя не превышает нескольких нанометров. Структура двойного барьера гарантирует, что электрические колебания в терагерцовом диапазоне генератора не будут затухать, а наоборот – усиливаться.

На фото: Кремниевые мембраны монтажа RTD со слотом для антенны резонатора

Подготовлено по материалам Рro-physik.de

Теги: Генератор, RTD, полупроводник, туннельный диод, терагергевый диапазон