国际团队开发超长寿命太赫兹波设备 推动通信计算新突破
2025-12-04 11:55
来源:格拉斯哥大学
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一款展现超长寿命的原型设备,为下一代通信和计算技术带来新曙光。由苏格兰、美国和日本组成的国际研究团队,成功开发出太赫兹波设备,该设备于11年前制造,至今仍能如初正常工作。

1 / 1(a) BSCCO椭圆腔太赫兹源阵列示意图。(b) 器件上单个椭圆腔的详细示意图。

研究团队研发的微型太赫兹发射器装置,元件宽度极细,仅需一伏电压即可供电。这一特性或许能解决太赫兹波技术广泛应用的关键难题。太赫兹波技术虽已在安全和筛查等领域有所应用,但通信和计算设备的原型在实验室环境中已显示出卓越性能潜力。团队将设备的超长寿命归因于特殊制造工艺和材料韧性。该器件由高温超导体构成,包含原子级薄层,这些薄层设计精巧,即便暴露在空气或潮湿环境中,也能保持稳定,抵抗性能退化。

该器件还包含微小椭圆腔,即约瑟夫森结,能实现太赫兹波的相位锁定相干产生和传输。其发射波可在100 GHz到1 THz的宽频率范围内调谐,为紧凑可控的太赫兹信号产生提供强大平台。此外,该器件在极端温度下性能稳定,接近90 K时可作为超导体运行,远高于液氮沸点,同时在高达60 K的温度下有效发射相干光,降低关键技术部署成本。项目负责人卡维·德尔法纳扎里博士表示:“开发太赫兹波技术面临的主要挑战之一是确保设备稳定性、效率和寿命。我们取得的成果显示,该设备寿命远超十多年前用于初始测试的光谱仪和个人电脑。”他还透露,团队正以此原型为基础,开发更强大的太赫兹设备,未来有望应用于商业通信、计算和传感技术领域。论文第一作者张明奇及日本筑波大学和美国中佛罗里达大学的研究人员也参与了此项研究。

更多信息: Mingqi Zhang 等人,《利用层状超导椭圆微腔实现芯片上稳定性达十年的可调谐太赫兹源》,《物理评论应用》(2025)。期刊信息: 《物理评论应用》

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