Um dispositivo semicondutor que é promissor para gerar e detectar radiação terahertz foi demonstrado pelos físicos da RIKEN. Isso pode ajudar no desenvolvimento de soluções integradas de alto desempenho para imagens terahertz e aplicações de detecção, bem como para aplicações de alta velocidade, sistemas de comunicação sem fio de última geração.

A radiação terahertz são ondas eletromagnéticas com frequências que variam entre 0,1 e 10 terahertz. Ele fica entre as microondas e a radiação infravermelha no espectro eletromagnético. Este intervalo foi apelidado de lacuna de terahertz porque tem sido subutilizado em aplicações em comparação com outras regiões do espectro, que têm sido amplamente usados ​​em muitas aplicações.

Uma razão pela qual a radiação terahertz não tem sido muito usada é que tem sido tradicionalmente difícil gerar e detectar a radiação terahertz. Mas, nos últimos anos, vimos muitos avanços nesta área, e a radiação terahertz está ganhando interesse para imagens para segurança de aeroportos e propósitos médicos, bem como para sistemas de comunicação sem fio que usam ondas terahertz em vez de microondas como portadores de informações.

Embora dispositivos semicondutores conhecidos como osciladores de diodo de tunelamento ressonante (RTD) tenham sido usados ​​como emissores terahertz por muitos anos, Yuma Takida e Hiroaki Minamida do RIKEN Center for Advanced Photonics agora mostraram que também podem detectar radiação terahertz em temperatura ambiente.

"Nosso resultado demonstra que os osciladores RTD de terahertz podem ser usados ​​como detectores sensíveis de ondas de terahertz, ", diz Takida." Isso promete acelerar o desenvolvimento de oscilador integrado e chips únicos de detector, que abrirá o caminho para aplicativos terahertz do mundo real. "

O par RIKEN, que colaborou com Safumi Suzuki e Masahiro Asada do Instituto de Tecnologia de Tóquio, fabricou um RTD que pode operar em dois modos de detecção. Um desses modos era especialmente sensível na detecção de ondas terahertz, com um desempenho que rivaliza com os detectores baseados em diodo.

"Os RTDs têm várias vantagens importantes sobre outros detectores, "observa Takida." Essas vantagens incluem uma faixa dinâmica mais ampla devido à resistência à alta potência de entrada e uma maior sensibilidade à temperatura ambiente. Além disso, mostramos que um único dispositivo RTD pode ser usado como oscilador e detector em frequências terahertz. "

Takida diz que a crescente demanda por tecnologia terahertz e o progresso na tecnologia de semicondutores tornaram o trabalho possível.

A equipe prevê que a otimização do design permitirá a fabricação de dispositivos que operem em qualquer lugar na região de 0,1–2 terahertz. O trabalho futuro se concentrará em melhorar a sensibilidade de seu detector RTD e demonstrar soluções integradas para mistura heteródina de banda larga em frequências terahertz.