RIKEN的物理學(xué)家已經(jīng)證明了一種有望產(chǎn)生和檢測(cè)太赫茲輻射的半導(dǎo)體器件。這可能有助于開發(fā)適用于太赫茲成像和傳感應(yīng)用以及高速下一代無(wú)線通信系統(tǒng)的高性能集成解決方案。

太赫茲輻射是電磁波，頻率在0.1到10 太赫茲之間。它介于電磁頻譜上的微波和紅外輻射之間。該范圍被稱為太赫茲間隙，因?yàn)榕c光譜的其他區(qū)域相比，該范圍在應(yīng)用中的利用不足，頻譜的其他區(qū)域已在許多應(yīng)用中廣泛使用。

太赫茲輻射未得到廣泛使用的一個(gè)原因是，傳統(tǒng)上難以產(chǎn)生和檢測(cè)太赫茲輻射。但是近年來(lái)，該領(lǐng)域取得了許多進(jìn)展，太赫茲輻射引起人們的興趣，用于機(jī)場(chǎng)安全和醫(yī)療目的的成像，以及使用太赫茲波代替微波作為信息載體的無(wú)線通信系統(tǒng)。

雖然半導(dǎo)體器件被稱為諧振隧穿二極管(RTD)的振蕩器已被用作太赫茲波發(fā)射器多年，尤馬Takida和宏明南出從RIKEN中心高級(jí)光子現(xiàn)在已經(jīng)表明，他們也可以檢測(cè)太赫茲輻射在室溫下。

Takida說(shuō)：“我們的結(jié)果表明，太赫茲RTD振蕩器可以用作太赫茲波的靈敏檢測(cè)器。” “這有望加速集成振蕩器和檢測(cè)器單芯片的開發(fā)，這將為實(shí)際的太赫茲應(yīng)用鋪平道路。”

這對(duì)RIKEN與東京工業(yè)大學(xué)的Safumi Suzuki和Asa Masahiro Asada合作，制造了可以在兩種檢測(cè)模式下運(yùn)行的RTD。這些模式之一對(duì)太赫茲波的檢測(cè)特別敏感，其性能可與基于二極管的檢測(cè)器相媲美。

Takida指出：“ RTD 與其他探測(cè)器相比具有幾個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。” “這些優(yōu)點(diǎn)包括由于抗高輸入功率和在室溫下更高的靈敏度而具有更大的動(dòng)態(tài)范圍。此外，我們已經(jīng)證明，單個(gè)RTD器件既可以用作太赫茲頻率的振蕩器也可以用作檢測(cè)器。”

Takida說(shuō)，對(duì)太赫茲技術(shù)的不斷增長(zhǎng)的需求以及半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步使這項(xiàng)工作成為可能。

該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)將允許制造出可在0.1–2太赫茲區(qū)域內(nèi)任何位置工作的器件。未來(lái)的工作將集中于提高其RTD檢測(cè)器的靈敏度，并展示用于太赫茲頻率的寬帶外差混頻的集成解決方案。