洛桑联邦理工学院 纳米级太赫兹波发生器可以在柔性衬底上实现
学分:EPFL /动力实验室 太赫兹波介于电磁波谱中的微波和红外辐射之间，以每秒1000亿至30万亿次的频率振荡
这些波因其独特的性质而受到重视:它们可以穿透纸张、衣物、木材和墙壁，还可以探测空气污染
太赫兹源可以彻底改变安全和医疗成像系统
此外，他们携带大量数据的能力可能是更快无线通信的关键
太赫兹波是一种非电离辐射，这意味着它们不会对人类健康构成威胁
这项技术已经在一些机场用于扫描乘客和检测危险物体和物质
尽管有很大的希望，太赫兹波没有被广泛使用，因为它们成本高，产生麻烦
但是EPFL研究人员开发的新技术可以改变这一切
电力和宽带隙电子研究实验室的团队，由教授领导
埃利森·马蒂奥利(Elison Matioli)建造了一个纳米设备，可以在几皮秒或万亿分之一秒内产生极高功率的信号，从而产生高功率的太赫兹波
这项技术可以安装在芯片或柔性介质上，有朝一日可以安装在智能手机和其他手持设备上
该作品由穆罕默德·萨米扎德·尼科博士首次创作
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《自然》杂志上发表了这篇文章
它是如何工作的 这种紧凑、廉价、全电动的纳米器件几乎可以在短时间内从一个微小的源产生高强度的波
它的工作原理是产生一个强大的“火花”，电压峰值在10伏(或更低)到100伏的皮秒范围内
该设备能够几乎连续不断地产生这种火花，这意味着它每秒钟可以发射多达5000万个信号
当连接到天线时，该系统可以产生和辐射高功率太赫兹波
该装置由两块相距20纳米、靠得很近的金属板组成
当施加电压时，电子向其中一个极板冲击，在那里形成纳米等离子体
一旦电压达到某个阈值，电子几乎立即发射到第二个极板
由这种快速开关实现的这种快速移动产生了高强度脉冲，该脉冲产生高频波
传统的电子设备只能以每秒1伏的速度进行切换——速度太慢，无法产生高功率的太赫兹波
这种新的纳米器件可以快十倍以上，可以产生高能和高频脉冲
“通常情况下，不可能两个变量都达到很高的值，”马蒂奥利说
“高频半导体器件的尺寸是纳米级的
它们在爆发前只能承受几伏电压
与此同时，高功率设备太大太慢，无法产生太赫兹波
我们的解决方案是用最先进的纳米制造技术重新审视旧的等离子体领域，提出一种新的器件来克服这些限制
" 根据马蒂奥利的说法，新设备将所有变量推向了极致:“高频、高功率和纳米级不是你通常在同一句话中听到的术语
" “这些纳米器件一方面带来了极高的简单性和低成本，另一方面也表现出优异的性能
此外，它们还可以与晶体管等其他电子器件集成在一起
考虑到这些独特的性质，纳米等离子体可以为超快电子领域塑造一个不同的未来，”萨米扎德说
这项技术除了产生太赫兹波外，还有广泛的应用
“我们非常肯定会有更多创新的应用出现，”马蒂奥利补充道
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