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Sistema baseado em chip para gerar ondas terahertz



As ondas terahertz permitem transmissão de dados mais rápida, imagem médica precisa e radar de alta resolução, mas gerá-las eficientemente em um chip semicondutor é um desafio.Muitas técnicas requerem lentes volumosas de silício para alcançar um poder de irradiação suficiente, dificultando a integração nos dispositivos eletrônicos.

Os pesquisadores do MIT desenvolveram um sistema de multiplicação de amplificadores Terahertz que aumenta o poder irradiado sem lentes de silício.A adição de uma folha fina e padronizada na parte traseira do chip e o uso de transistores Intel de alta potência criou um gerador baseado em chip escalável para aplicações como scanners de segurança e monitores ambientais.

Fazendo ondas
Os pesquisadores adotaram uma abordagem diferente aplicando uma teoria eletromecânica chamada correspondência, que visa equilibrar as constantes dielétricas de silício e ar para reduzir a reflexão do sinal no limite.Eles conseguiram isso anexando uma fina folha de material com uma constante dielétrica entre a de silício e o ar na parte traseira do chip, permitindo que a maioria das ondas transmitisse para fora, em vez de serem refletidas.

Uma abordagem escalável
Os pesquisadores selecionaram um substrato comercial e de baixo custo disponível com uma constante dielétrica próxima ao valor desejado para corresponder.Para ajustar suas propriedades, eles usaram um cortador de laser para criar pequenos orifícios, ajustando a constante dielétrica com precisão.Eles também integraram os transistores especializados da Intel, que oferecem uma tensão máxima de frequência e quebra máxima mais alta do que os transistores tradicionais de CMOS, permitindo que seu chip gere sinais terahertz com um poder de pico de radiação de 11,1 decibel-milliwatts-o maior entre as técnicas de estado da arte.Como o chip é barato e escalável, ele pode ser mais facilmente integrado aos dispositivos do mundo real.

Um desafio importante para tornar o chip escalável foi gerenciar energia e temperatura durante a geração de ondas terahertz e desenvolver um método amigável para a instalação da folha de correspondência.Os pesquisadores planejam demonstrar escalabilidade, fabricando uma matriz faseada de fontes do CMOS Terahertz, permitindo que eles dirigam e concentrem um poderoso feixe terahertz usando um dispositivo compacto e de baixo custo.