Los físicos de RIKEN han demostrado un dispositivo semiconductor que es prometedor tanto para generar como para detectar radiación de terahercios. Esto puede ayudar al desarrollo de soluciones integradas de alto rendimiento para aplicaciones de detección y generación de imágenes de terahercios, así como para aplicaciones de alta velocidad, sistemas de comunicaciones inalámbricas de próxima generación.

La radiación de terahercios son ondas electromagnéticas con frecuencias que oscilan entre 0,1 y 10 terahercios. Se encuentra entre las microondas y la radiación infrarroja en el espectro electromagnético. Este rango se ha denominado brecha de terahercios porque se ha subutilizado en aplicaciones en comparación con otras regiones del espectro. que se han utilizado ampliamente en muchas aplicaciones.

Una de las razones por las que no se ha utilizado mucho la radiación de terahercios es que tradicionalmente ha sido difícil generar y detectar radiación de terahercios. Pero los últimos años han visto muchos avances en esta área, y la radiación de terahercios está ganando interés para la obtención de imágenes con fines médicos y de seguridad aeroportuaria, así como para los sistemas de comunicaciones inalámbricas que utilizan ondas de terahercios en lugar de microondas como portador de información.

Si bien los dispositivos semiconductores conocidos como osciladores de diodos de efecto túnel resonantes (RTD) se han utilizado como emisores de terahercios durante muchos años, Yuma Takida y Hiroaki Minamide del Centro RIKEN de Fotónica Avanzada ahora han demostrado que también pueden detectar radiación de terahercios a temperatura ambiente.

"Nuestro resultado demuestra que los osciladores RTD de terahercios se pueden utilizar como detectores sensibles de ondas de terahercios, ", dice Takida." Esto promete acelerar el desarrollo de chips individuales de detector y oscilador integrados, lo que allanará el camino hacia las aplicaciones de terahercios del mundo real ".

La pareja RIKEN, quien colaboró ​​con Safumi Suzuki y Masahiro Asada del Instituto de Tecnología de Tokio, fabricó un RTD que puede operar en dos modos de detección. Uno de estos modos fue especialmente sensible para detectar ondas de terahercios, con un rendimiento que rivaliza con el de los detectores basados ​​en diodos.

"Los RTD tienen varias ventajas clave sobre otros detectores, "señala Takida." Estas ventajas incluyen un rango dinámico más amplio debido a la resistencia a la alta potencia de entrada y una mayor sensibilidad a temperatura ambiente. Es más, hemos demostrado que un solo dispositivo RTD se puede utilizar como oscilador y detector a frecuencias de terahercios ".

Takida dice que la creciente demanda de tecnología de terahercios y el progreso en la tecnología de semiconductores hicieron posible el trabajo.

El equipo anticipa que la optimización del diseño permitirá la fabricación de dispositivos que operen en cualquier lugar en la región de 0,1 a 2 terahercios. El trabajo futuro se centrará en mejorar la sensibilidad de su detector RTD y demostrar soluciones integradas para la mezcla heterodina de banda ancha a frecuencias de terahercios.