科技日報北京12月26日電(記者劉霞)韓國蔚山國立科技大學與美國田納西大學、橡樹嶺國家實驗室的研究團隊合作開發出一種新技術,成功優化了專門用於6G通信的太赫茲(THz)奈米諧振器,將太赫茲電磁波放大3萬倍以上。這項突破有望為6G通訊頻率的商業化帶來改變。相關論文發表於最新一期《奈米快報》雜誌。
以前,即使利用超級電腦處理,設計太赫茲奈米諧振器也很耗時。在最新研究中,研究人員利用個人計算機,透過整合基於物理理論模型的人工智慧(AI)學習,提高了太赫茲奈米諧振器的效率,並透過一系列太赫茲電磁波傳輸實驗,對新開發的奈米諧振器的效率進行了評估。
評估結果令人震驚:新設計出的太赫茲奈米諧振器產生的電場是一般電磁波產生電場的3萬倍。而且,與先前報導的太赫茲奈米諧振器相比,新諧振器的效率提高了3倍。
研究人員解釋道,一般來說,基於AI的逆向設計技術主要用於在可見光或紅外線區域內設計光學元件結構,但這些區域僅為所有波長的一小部分。將這些技術應用於6G通訊所使用的太赫茲頻率範圍(0.075THz-0.3THz)面臨極大挑戰,因為太赫茲的波長要小得多。
有鑑於此,團隊設計了一種創新方法,將一種新的太赫茲奈米諧振器與基於物理理論模型的AI逆向設計方法結合。這種方法能在不到40小時內對設備進行最佳化,即使在個人電腦上也是如此。而此前,科學家進行一次此類模擬需要數十小時,對設備優化一次可能需要數百年。
研究人員強調,優化後的奈米諧振器可望對超精密探測器、超小分子偵測感測器和熱輻射計等設備產生重大影響。而且,這項研究中使用的方法不僅限於特定的奈米結構,還可擴展到使用不同波長或結構的物理理論模型的研究。
來源: 科技日報
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