کمیته رکن چهارم – پژوهشگران آلمانی آنتن تراهرتزی ایجاد کرده اند که از طریق برانگیخته کردن الکترون، سرعت انتقال داده ها در تراشه را افزایش می دهد.
به نقل از «IEEE»؛ امواج تراهرتز طیف فرکانسی ۳۰۰ گیگاهرتز تا ۳ تراهرتز را در بر می گیرند. آنتن هایی که از این امواج پشتیبانی می کنند قابلیت ارسال و دریافت اطلاعات را با سرعتی فراتر از تجهیزات امروزی دارند. همچنین حتی در شبکه های ۵ جی نیز بهترین فرکانس مورد بهره برداری کمتر از ۱۰۰ گیگاهرتز است.
گروهی از پژوهشگران دانشگاه فنی مونیخ، آنتن تراهرتز تازه ای را توسعه داده اند که به منظور انتقال اطلاعات از طریق هوا کاربرد ندارد؛ بلکه به گونه ای طراحی شده است که برای انتقال داده در شکاف های کوچک روی سطح تراشه از الکترون ها بهره می گیرد. این روش ظرفیت بالقوه ای را برای تولید سریع تر سیگنال روی تراشه دارد.
آنتن یاد شده به منظور انتقال سیگنال هایی با فرکانس بسیار بالا از طریق شکاف های باریک، از ویژگی های کوانتومی الکترون بهره می گیرد. این دستاورد می تواند سیگنال های مورد نیاز برای ارتباطات روی تراشه و انتقال بیت ها را در داخل همان قطعه، بسیار سریع تر از نمونه های امروزی به وجود آورد.
فرآیند مذکور با فاز همدوسی لیزر شروع می شود.
الکساندر هولیتنر (Alexander Holleitner)، یکی از رهبران پروژه گفت:
مسئله ی حیاتی پایدار بودن این فاز است. در این فاز، پالس ها دقیقا به یک شکل هستند. از این پالس ها برای برانگیختن الکترون های نامتمرکز (delocalized electrons) استفاده می شود، نه آنهایی که به طور خاص در ساختار هر اتمی وجود دارند. این الکترون های شناور، آزاد هستند تا بین اتم موادی که خود را در محدوده ی آن می بینند جابه جا شوند. در این مورد منظور آنتن کوچکی است که روی تراشه قرار می گیرد.
هنگامی که فوتونی از پالس لیزری به یکی از الکترون های نام برده برخورد کند، آن الکترون، امواج پلاسمون۱ (plasmon wave) به وجود می آورد. این امواج، به جای طول موج فوتون های در حال انتقال، وابسته به فرکانس های الکترون ارتعاشی هستند که طول موجی بسیار کوتاه تر از امواج الکترومغناطیسی دارند. طول موج کوتاه تر به معنای اجزا کوچک تر است. در نتیجه آنتن های پالاسمونی قادر هستند اطلاعات بیشتری را در فضایی بسیار محدود جابه جا کنند.
یکی دیگر از نکات کلیدی دستاورد مذکور به کارگیری طراحی نامتقارن در فرستنده و گیرنده است. البته پژوهشگران توضیح دادند این اولین بار نیست که از آنتن های پلاسمونی توسعه داده می شود؛ اما در گذشته از معماری متقارن بهره گرفته می شد که در نتیجه ی آن الکترون ها نمی توانستند به سادگی از شکاف عبور کنند. با وجود این در حالت نامتقارن امکان ارسال و دریافت سیگنال های قوی تر به وجود می آید.
دانشمندان اشاره کردند همه ی ساختار بالا در فضای بسیار کوچکی قرار گرفته اند. به عبارت دیگر فاصله ی بین دو نانوساختاری که سیگنال ها میان آنها جا به جا می شوند، تنها ۱۰ میکرومتر است. طول هر پالس لیزری که الکترون را برانگیخته می کند، ۲۰ فمتوثانیه است. در نتیجه در هر ثانیه، ۵۰ تریلیون الکترون جا به جا خواهند شد. اگر هر یک از آنها تنها یک بیت با خود حمل کند، قابیلیت دستیابی به محدوده ی انتقال ۱۰ تراهرتز فراهم می آید.
محققان شرح دادند دستاورد آنها قابل پیاده سازی روی تراشه های سیلیکونی است؛ اما هم اکنون به دنبال راهی برای کنترل پالس های لیزری هستند؛ زیرا از قدرت کافی برخودار نیستند. به علاوه در صورتی که توانایی مدیریت پالس ها به دست آید، می توان حتی به سرعت های بالاتری نیز دست پیدا کرد.
- در فیزیک به نوسانات الکترون‌های آزاد یک محیط پلاسمایی، پلاسمون می‌گویند.
منبع : سایبربان
