Ученые разрабатывают «живые» электроды, которые могут значительно улучшить традиционную кремниевую электронику
Электронные сигналы могут быть отрегулированы динамически путем нагрева и охлаждения метаматериалов.
Исследователи из Университета Осаки, Свит, Япония, разработали новый способ улучшить работу электронных устройств. Исследование, опубликованное в ACS, применяемые электронные материалы, включает в себя укладку метаматериала, называемого диоксид ванадия (Vo₂)на традиционной кремниевой площадке.
Этот материал интересен, так как он может динамически измениться от проводника к изолятору. Когда Vo₂ нагревается, небольшие металлические области образуются и расширяются в сустав. Контролируя тепло, эти металлические области действуют как «живые» регулируемые электроды. Исследователи проверяют это свойство, создав приемник фотохерц, содержащий Vo₂С Ведущий автор Ай Осака объяснил это Tech Xplore.
«Точный метод обработки использовался для производства высококачественного слоя VO₂ на кремниевой площадке. Размер металлических доменов в слое VO₂, десятки раз больше, чем обычно, контролировался путем регулировки температуры, что, в свою очередь, модулирует реакцию кремнивого субстрата на терагерц -радиацию.
Другим свойством этого материала является его способность улучшать электрические токи посредством четко проявляемого «эффекта лавины». Когда Vo₂ фокусирует электрическое поле на миниатюрных зазорах между областями металлов, он вызывает цепную реакцию на электроны, что вызывает значительное усиление сигнала. Даже очень слабые терагерные импульсы значительно усиливаются, что делает фотоприемник необычайно высокочувствительным.
«Нагрев детектора фотографий до 56 ° C приводит к серьезному усилению сигнала», -говорит соавтор Azusa Hatiors.
Исследователи считают, что в дополнение к улучшению обнаружения терагерца производители могут интегрировать устройства на основе VO₂ в существующие полупроводниковые технологии с минимальной модификацией. Теоретически, устройства могут использовать точный контроль температуры для динамической активации фазового перехода Vo₂ для манипулирования электронными сигналами. Технология может быть полезна для платформ, где требуются адаптивные компоненты цепочки, такие как реконфигригуриальные компьютеры или сложные системы визуализации.
Способность тонко -побудить электрические свойства материала делает его привлекательным кандидатом для следующих генерационных систем беспроводной связи. Диапазон Terahertz расположен между микроволновой и инфракрасной радиацией, который телекоммуникации уже изучают для более быстрого передачи данных. Устройства, которые эффективно обнаруживают и модулируют сигналы терагерца, могут иметь решающее значение для разработки будущих сети 6G.
Этот материал может привести к появлению новых электронных устройств, которые динамически регулируют их поведение, включая улучшенные датчики, высокоскоростную связь и следующие компьютеры.
