டிரான்சிஸ்டர்களில் 2டி பிளாஸ்மோன்களால் அதிக உணர்திறன் டெராஹெர்ட்ஸ் கண்டறிதல்

சாதனத்தின் அமைப்பு மற்றும் சாதனத்தின் மேற்பரப்பின் எலக்ட்ரான் மைக்ரோகிராஃப்கள் பற்றிய பறவையின் பார்வை. G1: கேட் 1 மின்முனை, G2: கேட் 2 மின்முனை, D: வடிகால் மின்முனை மற்றும் S: மூல மின்முனை. கடன்: Akira Satou மற்றும் பலர்

Tohoku பல்கலைக்கழகம் மற்றும் RIKEN ஆகியவற்றின் ஆராய்ச்சிக் குழு, அறை வெப்பநிலையில் இயங்கும் அதிவேக, அதிவேக உணர்திறன் கொண்ட டெராஹெர்ட்ஸ்-அலை கண்டறிதலை உருவாக்கி, அடுத்த தலைமுறை 6G/7G தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியில் முன்னேற்றத்திற்கு வழி வகுத்தது.

அவர்களின் முன்னேற்றம் பற்றிய விவரங்கள் நவம்பர் 9, 2023 அன்று நானோபோடோனிக்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டன.

தற்போதைய தகவல்தொடர்பு வேகத்தை மேம்படுத்துவது டெராஹெர்ட்ஸ் (THz) அலைகளை சார்ந்திருக்கும். THz அலைகள் THz வரம்பிற்குள் இருக்கும் மின்காந்த அலைகள் ஆகும், இது மின்காந்த நிறமாலையின் நுண்ணலை மற்றும் அகச்சிவப்பு பகுதிகளுக்கு இடையில் விழும், பொதுவாக 300 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் முதல் 3 THz வரையிலான அதிர்வெண்களை பரப்புகிறது.

இருப்பினும், அறை வெப்பநிலையில் THz அலைகளை வேகமாகவும் உணர்திறனுடனும் கண்டறிவது வழக்கமான மின்னணு அல்லது ஃபோட்டானிக் அடிப்படையிலான குறைக்கடத்தி சாதனங்களுக்கு சவாலானது.

இங்குதான் இரு பரிமாண பிளாஸ்மோன்கள் வருகின்றன. ஒரு குறைக்கடத்தி புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டரில், இரு பரிமாண எலக்ட்ரான் சேனல் உள்ளது, அங்கு ஒரு கூட்டு சார்ஜ்-அடர்த்தி குவாண்டா, அதாவது இரு பரிமாண பிளாஸ்மோன்கள் உள்ளன. இந்த பிளாஸ்மோன்கள் திரவம் போன்ற நடத்தைகளை வெளிப்படுத்தும் எலக்ட்ரான்களின் உற்சாகமான நிலைகள். இந்த திரவம் போன்ற நடத்தைகளிலிருந்து உருவாகும் அவற்றின் நேரியல் அல்லாத திருத்த விளைவுகள் மற்றும் அவற்றின் விரைவான பதில் (எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து நேரத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படவில்லை) அறை வெப்பநிலையில் THz அலைகளைக் கண்டறிவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வழிமுறையாக அமைகின்றன.

High-sensitivity terahertz detection by 2D plasmons in transistors
சாதனத்தில் 3D திருத்தம் விளைவின் திட்டப் பார்வை. கடன்: Akira Satou மற்றும் பலர்

“THz அலை கண்டறிதலில் ஒரு 3D பிளாஸ்மோனிக் திருத்தும் விளைவை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம்,” என்று ஆராய்ச்சி குழுவின் தலைவரும், தோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தின் மின் தொடர்புக்கான ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தின் (RIEC) இணை பேராசிரியருமான அகிரா சடோ கூறுகிறார். “டிடெக்டர் ஒரு இண்டியம்-பாஸ்பைட் உயர்-எலக்ட்ரான் மொபிலிட்டி டிரான்சிஸ்டரை அடிப்படையாகக் கொண்டது, மேலும் இது 2டி பிளாஸ்மோன்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட வழக்கமான டிடெக்டர்களைக் காட்டிலும் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட வரிசை அளவுகளைக் கண்டறிதல் உணர்திறனை மேம்படுத்த எங்களுக்கு உதவியது.”

புதிய கண்டறிதல் முறையானது 2D பிளாஸ்மோன்களின் பாரம்பரிய செங்குத்து ஹைட்ரோடினமிக் அல்லாத நேர்த்திறன் விளைவை ஒரு செங்குத்து டையோடு-தற்போதைய நேர்கோட்டுத்தன்மையுடன் சேர்த்தது.

அதிவேக பண்பேற்றப்பட்ட சிக்னல்களின் பல பிரதிபலிப்புகளால் ஏற்படும் அலைவடிவ சிதைவை இது வியத்தகு முறையில் தீர்த்தது – 2D பிளாஸ்மோன்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட வழக்கமான டிடெக்டர்களில் ஒரு முக்கியமான பிரச்சினை.

டோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தின் நியூ இண்டஸ்ட்ரி கிரியேஷன் ஹட்சரி மையத்திலிருந்து பேராசிரியர் டெட்சுயா சூமிட்சு மற்றும் ரைகன் சென்டர் ஃபார் அட்வான்ஸ்டு ஃபோட்டானிக்ஸ் மையத்திலிருந்து ஹிரோகி மினாமைடு ஆகியோர் சடோவுடன் இணைந்து குழுவை வழிநடத்தினர்.

“எங்கள் புதிய கண்டறிதல் பொறிமுறையானது வழக்கமான டெராஹெர்ட்ஸ்-வேவ் டிடெக்டர்களில் உள்ள பெரும்பாலான இடையூறுகளை சமாளிக்கிறது,” என்று சடோ கூறுகிறார். “முன்னோக்கிப் பார்க்கும்போது, ​​சாதனத்தின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதன் மூலம் எங்கள் சாதனையை மேம்படுத்துவோம் என்று நம்புகிறோம்.”

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *