5G-nin meydana çıxmasından sonra mühəndislər simsiz rabitə texnologiyasını daha da təkmilləşdirmək üçün üsullar hazırlamağa çalışırlar. Bu sistemlərin məlumat ötürmə sürətini artırmaq üçün onlar son nəticədə öz daşıyıcı tezliyini 100 gigahertzdən çox uzatmalı və terahertz diapazonuna çatmalıdırlar.

Mövcud cihazlar və texnologiyalar isə belə yüksək daşıyıcı tezliklərə nail ola bilməyəcəklərini sübut etdilər. Bu məqsədə çatmaq üçün təklif olunan həllərdən biri qeyri-xətti Hall effekti adlanan bəzi kvant materiallarının istifadəsini nəzərdə tutur.

Helmholtz-Zentrum Drezden-Rossendorf (HZDR) eV və Salerno Universitetinin tədqiqatçıları gələcək nəsil simsiz rabitə sistemlərinin inkişafı üçün perspektivli materialı, yəni nazik təbəqə elementar vismutu müəyyən ediblər. Onların Nature Electronics -də dərc olunmuş məqalələri göstərir ki, bu material otaq temperaturunda qeyri-xətti Hall effekti nümayiş etdirir.

“Digər komandalar artıq qeyri-xətti Hall effektini nümayiş etdirən müxtəlif materiallar yaratmışdılar, lakin onlar sadə və ekoloji cəhətdən təmiz kimyəvi tərkib, otaq temperaturunda işləmə və mikro- və səthlər üçün uyğun substratlarda hazırlanma imkanı kimi bütün texnoloji cəhətdən arzu olunan xüsusiyyətləri birləşdirmir. çevik elektronika”, – məqalənin həmmüəllifləri Denys Makarov və Carmine Ortix Tech Xplore-a bildiriblər.

“Məsələn, qrafen ekoloji cəhətdən təhlükəsizdir və onun qeyri-xətti Hall effekti yaxşı idarə oluna bilər, lakin yalnız -70 dərəcədən aşağı temperaturda. Bu o deməkdir ki, tədqiqatçılar effektdən istifadə etmək istəyirlərsə, onu soyutmaq lazımdır. maye azotla.”

Keçid metalı dikalkogenidləri və bəzi oksidlər kimi əvvəllər tədqiq edilmiş digər birləşmələr də aşağı temperaturda qeyri-xətti Hall effektini nümayiş etdirdi, çox vaxt qrafendə bu effekti həyata keçirmək üçün lazım olanlardan daha aşağı. Makarov, Ortix və onların əməkdaşları real dünya kvant simsiz rabitə texnologiyalarını inkişaf etdirmək üçün daha uyğun ola biləcək digər materialları axtarmağa başladılar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&fwrn=4&lmt=1709640349&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-02-room-temperature-nonlinear-hall-effect.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTIyLjAuNjI2MS45NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyMi4wLjYyNjEuOTUiXSxbIk5vdChBOkJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMjIuMC42MjYxLjk1Il1dLDBd&dt=1709623063610&bpp=1&bdt=91&idt=81&shv=r20240228&mjsv=m202402270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd8c6cdc5123375cd%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709630871%3AS%3DALNI_MY2ynj5TDpMXqOZBx7W90OihbbXuw&gpic=UID%3D00000d6971a748b6%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709630871%3AS%3DALNI_MaTILJ6PYHOKRZlSvHcKJ4LkDsnLQ&eo_id_str=ID%3D34d5e14efb6a7c5d%3AT%3D1709623025%3ART%3D1709630871%3AS%3DAA-Afjbw5XrDrmZOIEp3UV8fgvCO&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=6113386261754&frm=20&pv=1&ga_vid=1833901760.1709623018&ga_sid=1709623064&ga_hid=1129579891&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1839&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C95325752%2C95326315%2C31081511%2C95322183%2C95324160%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=2948258846092409&tmod=971840517&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

“Biz elementar material vismutunu kvant texnoloji tətbiqlər üçün potensial namizəd kimi müəyyən etdik” dedi Makarov və Ortix.

“Materialda maqnit sahələrinin və ya maqnitizmin təsirindən yaranan klassik Hall effektindən fərqli olaraq, vismut nazik filmlərinin səthləri artıq cərəyanla xətti əlaqəsi olmayan hər hansı bir maqnitsiz Hall gərginliklərini təmin edir. Bu təsir böyük maraq doğurur. çünki yüksək sürətli elektronika üçün yeni növ komponentləri mümkün edir.”

Simsiz rabitə proqramları üçün perspektivli kvant materialları axtarışlarını genişləndirmək üçün Makarov və Ortix ELBE Yüksək Güclü Radiasiya Mənbələri Mərkəzində, Yüksək Maqnit Sahəsi Laboratoriyasında və Helmholtz-Zentrum Drezden-Rossendorfdakı Resurs Ekologiyası İnstitutunda digər tədqiqatçılarla əməkdaşlığa başladılar. . Bu əməkdaşlığın əsas məqsədi qeyri-xətti Hall effektinin idarə olunan tərzdə və otaq temperaturunda baş verdiyi materialı müəyyən etmək idi.

Qeyd edək ki, belə bir otaq temperaturu qeyri-xətti Hall effekti real dünya tətbiqlərində tənzimləmək daha asan olacaq və həm də daha ekoloji cəhətdən təmiz olacaq. Nəhayət, komandanın birgə tədqiqat səyi bu yüksək faydalı xüsusiyyətlərə malik olduğu aşkar edilmiş nazik təbəqə elementar material vismutun müəyyən edilməsinə səbəb oldu.

Makarov və Ortix, “Bizmut materialın böyük hissəsində mövcud olan güclü klassik Hall effekti ilə tanınır” dedi.

“Biz aşkar etdik ki, bunun əvəzinə səthlərdə kvant effektləri üstünlük təşkil edir və hətta otaq temperaturunda da cərəyan axını idarə edir. Bu yanaşmanın əsas üstünlüyü ondan ibarətdir ki, tədqiqatçılar kvant xassələri olan nazik təbəqələrini elektronika üçün silikon vaflilər kimi müxtəlif substratlara tətbiq edə bilirlər. hətta plastik.”

Öz məqalələrində Makarov, Ortix və onların əməkdaşları mürəkkəb mikrofabrikasiya üsullarından istifadə edərək otaq temperaturunda elementar material vismutunda qeyri-xətti Hall effektinə nəzarət etmək strategiyasını təsvir edirlər. Bu strategiya onlara çipdəki kanalların həndəsəsini dəyişdirərək sistemindəki cərəyanlara birbaşa təsir göstərməyə imkan verdi.

“Terahertz (THz) spektral domenində optoelektronik tətbiqlər üçün polikristal vismut nazik filmlərinin potensialını göstərmək üçün yüksək harmonik generasiya təcrübələri həyata keçirdik” dedi Makarov və Ortix.

“Polikristalin Bi nazik filmlər otaq temperaturunda >1% səviyyələrə çatan və Bi ₂ Se _3- ü üstələyən THz üçüncü harmonik nəslin (THG) yüksək səmərəliliyini ortaya qoyur – bu cür funksionallıq üçün etalon material.”

Makarov, Ortix və onların həmkarları tərəfindən toplanan tapıntılar kvantla gücləndirilmiş simsiz rabitə texnologiyasını inkişaf etdirmək üçün nazik təbəqə elementar material vismut vədini vurğulayır . Gələcəkdə onların məqaləsi digər tədqiqat qruplarını bu materialla təcrübə aparmağa ruhlandıra bilər və potensial olaraq gələcək nəsil rabitə standartlarının tətbiqinə töhfə verə bilər.

“Biz texnoloji potensialı hər şeydən əvvəl nazik film materiallarımızdan istifadə etməklə terahertz elektromaqnit dalğalarının birbaşa cərəyana çevrilməsində görürük”, – Makarov və Ortix əlavə edib. “Bu, yüksək tezlikli rabitə üçün yeni komponentləri mümkün edəcək.”

Daha çox məlumat: Pavlo Makushko və digərləri, Elementar vismut nazik filmlərində tənzimlənən otaq temperaturu qeyri-xətti Hall effekti, Nature Electronics (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01118-y

Jurnal məlumatı: Nature Electronics