研究人员创造出了比最快晶体管快10倍的纳米级设备

该设备通过产生一个强大的“火花”来实现这一功能，其峰值电压从10伏(或更低)到100伏，范围为1皮秒。

这个由埃里森·马提利教授领导的团队表示，这项技术有一天可能会被安装在智能手机和其他手持设备上，从而帮助工程师开发出更快的无线通信，并在未来一段时间内，潜在的革命性的医疗和安全成像系统。

利用太赫兹波

这些类型的波位于微波和红外辐射之间的电磁波谱中。

太赫兹波以极高的频率振荡——每秒1000亿到30万亿周，可以穿透各种材料，包括木材和石墙。它们还可以携带大量数据，以及探测空气污染。

由于这些特性，工程师和科学家们都在试图利用太赫兹波来建造未来的无线设备。

然而，传统的电子设备只能以每皮秒1伏的速度进行开关，这使它们比产生高功率太赫兹波所需的速度慢至少十倍。

因此，大多数试图通过传统电子设备来实现这一目标并不奇怪都变成了繁琐昂贵的程序。

一种可实现纳米器件的柔性衬底。图片由EPFL / POWERlab。

有前途的结果

为了建造这种新的纳米设备，Matioli的团队将两块相隔20纳米的金属板放置在一起，然后对其中一块施加电压。这导致平板上的电子激增并形成纳米等离子体。一旦电压达到某个阈值，电子就被转移到另一个极板上。

研究发现，该设备每秒大约发出5000万个信号，产生一个高强度脉冲，产生高频波。当连接到天线上时，该设备能够产生、引导和辐射高能太赫兹波。

马提奥利在评论这则新闻时说，获得高能和高频脉冲都是一项了不起的成就。“高频半导体器件的尺寸有纳米级，”他解释说。“它们只能承受几伏电压就会爆发。与此同时，大功率设备体积太大，速度太慢，无法产生太赫兹波。”

为了解决这个问题，POWERlab的研究人员决定将旧的等离子体领域的原理与最先进的纳米级制造技术相结合。“高频、高功率和纳米级这些术语你通常不会在同一个句子中听到，”他说。

未来的发展

因为它们是一种非电离辐射，太赫兹波对人类健康没有风险研究人员称。事实上，尽管体积更大、成本更高，但这种技术的成功尝试导致了过去与机场扫描相关的应用。

现在，该领域的新研究不仅开辟了无线通信应用的可能性，而且还拓展了用于医疗保健和安全目的的成像系统的邻近应用。

此外，鉴于这些纳米器件的构造相对简单，它们可以以非常低的成本批量生产。“一方面，这些纳米设备带来了极高的简单性和低成本，另一方面，它们表现出了卓越的性能，”博士生Mohammad Samizadeh Nikoo说，他也是该研究的第一作者。

研究人员说，展望未来，这项技术可以应用于许多领域，包括与其他电子设备的集成，如晶体管。

“考虑到这些独特的特性，”Samizadeh总结道,“纳米等离子体可以为超高速电子领域塑造一个不同的未来。”