Une équipe de recherche de l'Université d'Osaka a introduit un nouveau détecteur térahertz qui permet une communication de données sans fil extrêmement rapide et un radar très sensible en utilisant une gamme de fréquences avec laquelle il était auparavant très difficile de travailler. Leur approche combinait une électronique sensible et une nouvelle méthode de gestion des hautes fréquences afin d'atteindre l'objectif recherché depuis longtemps d'utiliser le rayonnement térahertz pour envoyer et recevoir des données sans fil. La transmission sans erreur en temps réel record de 30 gigabits par seconde qu'ils ont obtenue pourrait ouvrir la voie à la technologie de réseau cellulaire de nouvelle génération (6G).

Les données sans fil sont très demandées. Non seulement les téléphones portables ont besoin de vitesses élevées pour diffuser des vidéos en déplacement, mais certaines personnes vivant dans les zones rurales dépendent entièrement du sans fil pour leurs connexions haut débit à domicile. Rayonnement térahertz - ondes électromagnétiques avec des fréquences d'environ 10 ¹² cycles par seconde, a longtemps séduit les scientifiques et les entreprises de téléphonie mobile. La haute fréquence du rayonnement térahertz permettrait de transmettre plus de données par seconde, par rapport à la norme actuelle d'environ 800 MHz. Cependant, un récepteur térahertz pratique est resté insaisissable, pour deux raisons principales. D'abord, les oscillations électromagnétiques sont tout simplement trop rapides pour être gérées par l'électronique conventionnelle, et l'oscillateur térahertz et le détecteur ont tous deux une efficacité médiocre. Seconde, le bruit thermique du détecteur de température ambiante obscurcit les signaux reçus ci-dessus.

Maintenant, des chercheurs de l'université d'Osaka ont inventé un nouveau récepteur qui non seulement surmonte ces obstacles, il a également établi le record de la vitesse de transmission en temps réel sans erreur la plus rapide à ce jour. Ils ont utilisé un composant électronique spécial appelé diode à effet tunnel résonnant. Contrairement à l'électronique normale - pour laquelle le courant augmente toujours à des tensions plus élevées - dans une diode à effet tunnel résonante, il existe une tension "résonnante" spécifique qui donne le courant de crête. Ainsi, il existe une région dans laquelle le courant chute en fait avec l'augmentation de la tension. Ce comportement non linéaire permet aux scientifiques de synchroniser les signaux térahertz rapides reçus avec un oscillateur électronique interne dans l'appareil, puis séparer les données de l'onde porteuse. À la fin, la sensibilité a été augmentée d'un facteur 10, 000. "Parmi tous les systèmes électroniques, le nôtre a atteint le taux de transmission sans fil sans erreur le plus élevé, " dit le premier auteur Yousuke Nishida.

Les tours de téléphonie cellulaire ne sont pas les seuls endroits où vous pourriez trouver des rayonnements térahertz à l'avenir. « Cette technologie peut être mise en œuvre dans un large éventail d'applications, en plus de la communication sans fil 6G de nouvelle génération. Il s'agit notamment de la détection spectroscopique, contrôle non destructif, et radar haute résolution, " ajoute l'auteur correspondant Masayuki Fujita.