Nowe badania prowadzone przez University of Bristol mogą przynieść futurystyczne aplikacje 6G, takie jak samochody samojezdne i natychmiastowa zdalna diagnostyka opieki zdrowotnej bliżej rzeczywistości. . badanieOpublikowane w czasopiśmie Elektronika naturyszczegółowo opisuje radykalne przełom w technologii półprzewodników zaprojektowanej do obsługi rozległych ilości danych wymaganych dla sieci nowej generacji. Futurystyczne pojęcia, takie jak chirurgia zdalna, wirtualne klasy i zaawansowana automatyzacja przemysłowa, opierają się na możliwości przesyłania danych znacznie szybciej niż pozwalają istniejące sieci. Badanie to opracowuje innowacyjny sposób przyspieszenia tego procesu, torując drogę dla 6G.
Wyzwanie technologii 6G
Przejście z 5G na 6G wymaga znacznego ulepszenia technologii półprzewodnikowej. Kluczowe elementy, w szczególności wzmacniacze częstotliwości radiowej wykonane z azotku galu (GAN), muszą być znacznie szybsze, emitują większą moc i być bardziej wiarygodne w zakresie zaspokojenia wymagań 6G.
„W ciągu następnej dekady mogą być szeroko dostępne, prawie niemożliwe do przekształcenia szerokiej gamy ludzkich doświadczeń. Możliwe korzyści są również dalekie, w tym postępy w opiece zdrowotnej dzięki zdalnej diagnostyce i operacji, wirtualnych klasach, a nawet wirtualnej turystyce wakacyjnej”.
powiedział współczesny autor Martin Kuball, profesor fizyki na University of Bristol.
Nowa architektura wzmacniaczy półprzewodników
Międzynarodowy zespół naukowców i inżynierów przetestował nową architekturę, która popycha wydajność tych wzmacniaczy GAN na bezprecedensowe poziomy. Osiągnęli to, odkrywając w Gan „efekt zatrzaski”, który odblokował znacznie większą wydajność urządzenia radiowego. Nowa technologia, zwana SuperLattice Castellated Tranzistors Effect Effect (SLCFET), wykorzystuje ponad 1000 równoległych kanałów lub „płetwy” o szerokości poniżej 100 nanometrów do napędzania prądu. Podczas gdy urządzenia te wykazały najwyższą wydajność w zakresie częstotliwości pasma W (75-110 GHz), fizyka stojąca za tym występem była wcześniej nieznana.
„Rozpoznaliśmy, że był to efekt zatrzaski w GAN, który umożliwia wysoką wydajność częstotliwości radiowej”.
Wyjaśnił dr Akhil Shaji, Honorary Research Associate na University of Bristol. Stosując bardzo precyzyjne pomiary elektryczne i mikroskopię optyczną, naukowcy wskazali, że efekt ten wystąpił w najszerszym z ponad 1000 płetw. Odkrycie to zostało dodatkowo zweryfikowane za pomocą modelu symulacji 3D.
Niezawodność i przyszłe aplikacje
Kluczową częścią badań było zbadanie wiarygodności tego efektu zatrzasnego dla praktycznych zastosowań. Rygorystyczne testy przez długi czas wykazały, że efekt nie ma szkodliwego wpływu na niezawodność lub wydajność urządzenia. Naukowcy odkryli, że cienka warstwa powłoki dielektrycznej wokół każdej płetwy była kluczowym czynnikiem tej stabilności. Głównym wnioskiem było to, że efekt zatrzasny można wykorzystać do niezliczonych praktycznych zastosowań, pomagając przekształcić codzienne życie w nadchodzących latach. Kolejne kroki badań obejmują dalsze zwiększenie gęstości mocy, które urządzenia mogą dostarczyć i współpracować z partnerami branżowymi w celu wprowadzenia tych urządzeń nowej generacji na rynek komercyjny.
Polecane wizerunki
