Uma equipe de pesquisa da Universidade de Osaka apresentou um novo detector de terahertz que permite comunicação de dados sem fio extremamente rápida e radar altamente sensível, usando uma faixa de frequência com a qual antes era muito difícil trabalhar. Sua abordagem combinou eletrônicos sensíveis e um novo método para lidar com altas frequências para atingir o objetivo há muito procurado de usar radiação terahertz para enviar e receber dados sem fio. O recorde de transmissão livre de erros em tempo real de 30 gigabits por segundo que eles obtiveram pode abrir o caminho para a tecnologia de rede celular de próxima geração (6G).

Os dados sem fio têm grande demanda. Os telefones celulares não precisam apenas de alta velocidade para transmitir vídeos em trânsito, mas algumas pessoas que vivem em áreas rurais dependem inteiramente de redes sem fio para suas conexões de banda larga domésticas. Radiação Terahertz - ondas eletromagnéticas com frequências em torno de 10 ¹² ciclos por segundo - há muito tempo tenta cientistas e empresas de telefonia celular. A alta frequência da radiação terahertz permitiria que mais dados fossem transmitidos por segundo, em comparação com o padrão atual de cerca de 800 MHz. Contudo, um receptor terahertz prático permaneceu indefinido, por duas razões principais. Primeiro, as oscilações eletromagnéticas são muito rápidas para a eletrônica convencional lidar, e tanto o oscilador terahertz quanto o detector apresentam baixa eficiência. Segundo, o ruído térmico do detector de temperatura ambiente obscurece os sinais recebidos acima.

Agora, pesquisadores da Universidade de Osaka inventaram um novo receptor que não apenas supera esses obstáculos, também estabeleceu o recorde para a velocidade de transmissão em tempo real livre de erros mais rápida até o momento. Eles usaram um componente eletrônico especial chamado diodo de tunelamento ressonante. Em contraste com a eletrônica normal - para a qual a corrente sempre aumenta em tensões maiores - em um diodo de tunelamento ressonante, há uma voltagem "ressonante" específica que produz a corrente de pico. Assim, existe uma região na qual a corrente realmente cai com o aumento da tensão. Este comportamento não linear permite que os cientistas sincronizem os sinais terahertz recebidos rapidamente com um oscilador eletrônico interno no dispositivo, e então separar os dados da onda portadora. No fim, a sensibilidade foi aumentada por um fator de 10, 000. "Entre todos os sistemas eletrônicos, o nosso alcançou a maior taxa de transmissão de dados sem fio livre de erros, "diz o primeiro autor Yousuke Nishida.

As torres de telefones celulares não são os únicos lugares onde você pode encontrar radiação terahertz no futuro. "Esta tecnologia pode ser utilizada em uma ampla gama de aplicações, além da comunicação sem fio 6G de última geração. Isso inclui detecção espectroscópica, inspeção não destrutiva, e radar de alta resolução, "adiciona o autor correspondente Masayuki Fujita.