Ключом к этому прорыву стал радикальный пересмотр того, как полупроводниковые устройства обрабатывают высокочастотные данные. Это особенно важно для перехода от 5G к 6G, что откроет новые горизонты для телемедицины, гиперчувствительных интеллектуальных инфраструктур и даже виртуального туризма с тактильной обратной связью.
Основой инновации стал нитрид галлия (GaN) — материал, который уже зарекомендовал себя в радиочастотных усилителях. Исследователи переосмыслили архитектуру устройств на основе GaN, что привело к улучшению их радиочастотных характеристик. Они обнаружили новый физический эффект — "эффект защелки" — который значительно увеличивает эффективность высокочастотных транзисторов, позволяя им работать на гораздо более высоких частотах, чем раньше.
Команда предложила новый тип устройства — сверхрешетчатые зубчатые полевые транзисторы (SLCFET), которые включают более 1000 ультратонких ребер, каждое шириной менее 100 нанометров. Эти устройства показали впечатляющие результаты в диапазоне W-диапазона (75-110 ГГц), что является ключевым для будущих сетей 6G. Физика, лежащая в основе SLCFET, до сих пор не была полностью раскрыта, однако "эффект защелки" оказался важнейшим фактором для достижения таких высокоскоростных характеристик.
Для подтверждения своих выводов команда использовала высокоточные электрические измерения и оптическую микроскопию. Результаты показали, что устройства сохраняют свою высокую производительность и надежность даже при длительном использовании. Тонкое диэлектрическое покрытие, окружающее каждое ребро, сыграло ключевую роль в обеспечении долговечности этих устройств, что делает их не только эффективными, но и пригодными для практического применения.
Эти устройства могут стать основой для следующих поколений глобальных систем связи, влияя на такие области, как автоматизированный транспорт, дистанционная хирургия и промышленная автоматизация с применением искусственного интеллекта. Уже ведется сотрудничество с промышленными партнерами для масштабирования этой технологии и ее внедрения на коммерческом и промышленном рынках.
Исследователи планируют продолжить работу над увеличением плотности мощности этих устройств и расширением их применения. Потенциальное воздействие этой разработки на будущее технологий сложно переоценить: с её помощью могут быть реализованы многие инновации, которые мы раньше могли только вообразить.
Источник: Исследование опубликовано в Journal of Semiconductor Physics https://www.innovationnewsnetwork.com/university-of-bristol-semiconductor-device-to-unlock-6g-infras...
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
