Впервые в мире ученые из Нагойского университета в Японии успешно создали резонансный туннельный диод (RTD), который функционирует при обычных комнатных температурах, используя исключительно полупроводниковые материалы IV группы. Это открывает перспективы для использования в беспроводных системах связи нового поколения.
Данное достижение знаменует собой существенный шаг вперед в разработке терагерцовых беспроводных компонентов, способных обеспечить беспрецедентные скорости передачи и обработки данных при высокой энергоэффективности. Более того, использование нетоксичных полупроводников IV группы благоприятствует более экологически чистым производственным процессам.
По словам доктора Сигехиса Сибаямы, ведущего автора исследования, RTD на основе соединений IV группы, в отличие от RTD III-V групп на основе InGaAs, содержащих токсичные и редкие элементы, является более безопасным и экономичным, а также упрощает интеграцию в производственные процессы.
Работа была опубликована в журнале ACS Applied Electronic Materials. Исследователи уже давно стремятся достичь высокой скорости передачи данных, необходимой для сетей 6G. Одним из перспективных решений является беспроводная связь с использованием терагерцовых волн, обеспечивающих сверхбыструю передачу данных. Ключевым компонентом для реализации терагерцовой связи является RTD, квантовое устройство, работающее за счет отрицательного дифференциального сопротивления.
Ранее группа исследователей создала RTD p-типа, используя только материалы IV группы, но он функционировал только при очень низких температурах. В новом исследовании ученые выяснили, как создать p-RTD, работающий при комнатной температуре, с помощью введения газообразного водорода в процесс формирования слоя. Ввод водорода только в три слоя GeSn позволил получить гладкую и упорядоченную структуру.
