Forradalom: a terahertzes chip igazi elektrotechnológiai varázslat

2025 / 02 / 23 / Felkai Ádám
Forradalom: a terahertzes chip igazi elektrotechnológiai varázslat
A terahertzes (THz) hullámok régóta ígéretes lehetőségeket kínálnak a nagy sebességű kommunikáció, az orvosi képalkotás és a biztonsági átvilágítás terén, mivel képesek áthatolni különböző anyagokon anélkül, hogy káros sugárzást bocsátanának ki. Eddig azonban technológiai akadályok gátolták az elektronikus eszközökben való széles körű alkalmazásukat.

Az MIT kutatói most egy új, chipalapú megoldást fejlesztettek ki, amely leküzdi ezeket a korlátokat, és megteremti a terahertzes hullámok gyakorlati felhasználásának alapjait. A THz hullámok egyik legnagyobb kihívása a szilíciummal, az elektronikus chipek legfontosabb anyagával való kölcsönhatásuk. A szilícium magas dielektromos állandója miatt a legtöbb terahertzes hullám visszaverődik a szilícium-levegő határfelületen, ahelyett hogy hatékonyan továbbhaladna.

Íme a 48 magos orosz processzor, a Baikal S A Baikal Electronics terméke az Intel és a Huawei processzorokkal versenyezne, és a benchmark tesztek alapján valóban nem is olyan rémes – de azért akad csavar a történetben.

Hagyományosan szilíciumlencséket alkalmaznak a THz hullámok fókuszálására és erősítésére, javítva az átvitelüket. Ezek a lencsék azonban nagyméretűek és költségesek, ezért nem praktikusak az elektronikus chipekbe történő integrálásra. Ahogy az MIT kutatói megfogalmazták:

„Ezek a lencsék gyakran nagyobbak magánál a chipnél, ami megnehezíti a terahertzes forrás beépítését egy elektronikus eszközbe.”

A probléma megoldására az MIT csapata egy új módszert fejlesztett ki, amely javítja a THz hullámok áthaladását a szilíciumon. Ehhez az úgynevezett impedanciaillesztési technikát alkalmazták, amely csökkenti a szilícium (11) és a levegő (1) dielektromos állandója közötti különbséget, lehetővé téve, hogy több hullám haladjon át visszaverődés helyett. A kutatók egy speciálisan kialakított dielektromos lapot helyeztek el a chip hátoldalán, amely egyfajta hídként funkcionál, segítve a THz hullámok zökkenőmentes áthaladását a szilíciumból a levegőbe. A hatást tovább fokozta, hogy lézervágóval mikroszkopikus lyukakat fúrtak a lapba, optimalizálva annak kölcsönhatását a THz hullámokkal.

Emellett a csapat az Intel által fejlesztett nagyfrekvenciás tranzisztorokat is integrálta a THz hullámok generálásának és továbbításának javítása érdekében. Jinchen Wang, a kutatás vezető szerzője szerint:

„Ezek a fejlesztések lehetővé tették számunkra, hogy teljesítményben felülmúljunk több más eszközt.”

Az új chipdizájn 11,1 decibel-milliwatt sugárzási csúcsteljesítményt ért el, amely jelenleg a legjobb érték a hasonló technológiák között. Mivel a chip költséghatékony és méretezhető, hamarosan valós eszközökbe is beépíthetővé válhat. A kutatók következő célja a gyártás méretnövelése, több chip integrálásával erősebb, fókuszáltabb terahertzes sugárzás létrehozása érdekében.

A technológiát az IEEE Nemzetközi Szilárdtest-Áramkörök Konferenciáján (ISSCC) mutatják be.

(Kép: az MIT csapata által kifejlesztett új chipdesign, forrás: MIT News)


Továbbra is hódít a párját ritkító hungarikum, ami a jövő tudósait és művészeit adja a világnak
Továbbra is hódít a párját ritkító hungarikum, ami a jövő tudósait és művészeit adja a világnak
Az Országos Tudományos Diákköri Tanács (OTDT) által szervezett Országos Tudományos Diákköri Konferencia (OTDK) sok évtizedes hagyománya mára széles körű népszerűséget ért el, és fontos kiindulási pont lehet a hazai és határon túli tehetségek számára a jövőbeli karrierjük felé vezető úton. A 2025-ös, 37. konferencia előtt az OTDK céljáról és működéséről Prof. Dr. Szendrő Péter örökös elnök úrral és dr. Cziráki Szabinával, az OTDT titkárával beszélgettünk.
Mindent tudsz a technológiáról? Akkor ez a kvíz meg sem fog kottyanni neked
Mindent tudsz a technológiáról? Akkor ez a kvíz meg sem fog kottyanni neked
Napjainkban a technológia olyan ütemben fejlődik, hogy néha még a szakemberek is alig tudják követni az újdonságokat. Programozási nyelvek, hardverek, mesterséges intelligencia, kiberbiztonság – ember legyen a talpán, aki mindegyikben otthonosan mozog.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.