德開發出微型太赫茲發射器

    中國科技網訊 近日，德國達姆施塔特工業大學的科學家成功研發出可在常溫下使用的微型太赫茲發射器，并創造了1.111太赫茲的電子發射器頻率紀錄，為太赫茲輻射的廣泛應用鋪平了道路。

    通過輻射的幫助，穿透日常的材料，如塑料、紙張、紡織品或陶瓷，從而對工件的質量進行無損檢測，或者分析正在運行的發動機的燃燒過程，甚至不用打開就檢測郵包和信件是否帶有危險的生物物質，這些都是波長在0.1毫米至1毫米的太赫茲輻射可能的用途。然而直到目前太赫茲技術的發展和應用仍很局限，其主要障礙就是其發射和接收裝置至今仍然十分笨重而且昂貴。

    這一情況可能很快就會有所改變：達姆施塔特的物理學家和工程師在邁克爾·菲格諾瓦博士的領導下成功開發出一種太赫茲輻射發射裝置。其核心部件是一個所謂的共振隧道二極管（RTD），面積不到1平方毫米，制造工藝基于傳統的半導體技術，實現了1.111太赫茲的頻率紀錄。

    在對他們的新設備小型化的過程中，菲格諾瓦團隊花了幾年時間不斷接近微電子的技術極限。共振隧道二極管的核心是一個所謂的雙勢壘結構，其中嵌入了一個量子阱（QW）。與量子阱有關的是一層非常薄的銦鎵砷化物半導體層，它夾在兩個很薄的鋁砷半導體層中。每一層僅幾納米厚。這種雙勢壘結構，再加上量子力學效應，使太赫茲振蕩器產生的電磁波被反復放大，而不是減弱，這使得振蕩器可在太赫茲頻率發出連續的電磁輻射。

    該太赫茲發射裝置可在室溫下運行，這使它更具技術應用前景。例如可以利用共振在太赫茲范圍內進行分子光譜研究。以前不能用頻譜分析的物質，現在都可以在太赫茲范圍內用這個方法進行研究。首先受益是醫藥領域，例如，可以把體內的病變組織從健康組織中區別開來。

    菲格諾瓦表示，這是目前有源半導體器件所能達到的最高頻率。而從理論上講，他們研制的發射器還能實現更高的、直到3太赫茲的頻率。他們將在未來幾年進一步改進該發射器，使其達到更高頻率。而利用更高頻率的太赫茲輻射來進行材料分析則可獲得更高的分辨率，即在圖片上可以識別更小的細節。新太赫茲發射器將在電腦、手機和其他電子設備等許多領域獲得至今無法想象的應用。（記者 李山）

學習了。謝謝強總！