RIKEN的物理學家已經證明了一種有望產生和檢測太赫茲輻射的半導體器件。這可能有助于開發(fā)適用于太赫茲成像和傳感應用以及高速下一代無線通信系統(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，因為與光譜的其他區(qū)域相比，該范圍在應用中的利用不足，頻譜的其他區(qū)域已在許多應用中廣泛使用。

太赫茲輻射未得到廣泛使用的一個原因是，傳統(tǒng)上難以產生和檢測太赫茲輻射。但是近年來，該領域取得了許多進展，太赫茲輻射引起人們的興趣，用于機場安全和醫(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線通信系統(tǒng)。

雖然半導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中心高級光子現(xiàn)在已經表明，他們也可以檢測太赫茲輻射在室溫下。

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

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

Takida指出：“ RTD 與其他探測器相比具有幾個關鍵優(yōu)勢。” “這些優(yōu)點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態(tài)范圍。此外，我們已經證明，單個RTD器件既可以用作太赫茲頻率的振蕩器也可以用作檢測器。”

Takida說，對太赫茲技術的不斷增長的需求以及半導體技術的進步使這項工作成為可能。

該團隊預計，優(yōu)化設計將允許制造出可在0.1–2太赫茲區(qū)域內任何位置工作的器件。未來的工作將集中于提高其RTD檢測器的靈敏度，并展示用于太赫茲頻率的寬帶外差混頻的集成解決方案。