Una nuova pubblicazione da Opto-Electronic Advances discute come il metacanale in modalità dispari attivo può fornire una nuova strada ai futuri sistemi a conduttore singolo.

Gli studi sui circuiti planari a conduttore singolo hanno richiesto enormi sforzi. Tuttavia, fornire uno stretto confinamento del campo elettromagnetico e la compatibilità con i semiconduttori attivi rimane una sfida. Le strutture SSPP non si integrano bene con i componenti semiconduttori attivi. I ricercatori hanno proposto un nuovo OMM che supporta SSPP in modalità dispari per sistemi a conduttore singolo. La decorazione a zigzag può rafforzare il confinamento del campo e ampliare la larghezza di banda. L'OMM proposto e le proprietà integrative potrebbero fornire nuove strade per futuri sistemi conformi a conduttore singolo e skin intelligenti.

I moderni circuiti e sistemi planari combinano mezzi di trasmissione multiconduttore e componenti a semiconduttore attivo. Tuttavia, i tipici mezzi di trasmissione multiconduttore richiedono solitamente una grande massa metallica. Una limitazione è che le grandi superfici metalliche rendono il circuito troppo rigido per costruire sistemi flessibili o morbidi. Una seconda sfida è che le grandi superfici metalliche aumentano la sezione trasversale radar (RCS) del sistema.

Per risolvere i problemi, l'esplorazione di mezzi di trasmissione compatti a conduttore singolo senza grande terreno metallico è un percorso possibile. Il sottosviluppo dei sistemi a conduttore singolo rispetto a quelli multiconduttore è causato dall'insufficiente confinamento del campo elettromagnetico e dalla scarsa compatibilità con la tecnologia dei semiconduttori attivi dei mezzi a conduttore singolo. I componenti a semiconduttore attivi maturi richiedono l'ingresso del segnale sotto forma di tensione.

I polaritoni plasmonici di superficie spoof (SSPP) sono un tipo speciale di onda superficiale. Può imitare i polaritoni plasmonici di superficie naturali ottici (SPP). Sia i metamateriali plasmonici a conduttore singolo che quelli multiconduttore possono supportare SSPP nelle bande delle microonde e dei terahertz. Le strutture SSPP ultrasottili possiedono molti meriti nell'ingegneria a microonde e terahertz. Sulla base di questi meriti, gli SSPP vengono utilizzati per realizzare una serie di nuovi dispositivi. Includono filtri, modulatori, antenne e persino sistemi di riferimento come reti di sensori corporei wireless e sistemi di comunicazione wireless.

La tecnologia SSPP ultrasottile multiconduttore è cresciuta. Il traguardo raggiunto dalla comunicazione wireless del segnale a sub-diffrazione limitata trasportata dal sistema SSPP multiconduttore dimostra la superiorità degli SSPP. Tuttavia, la tecnologia SSPP ultrasottile multiconduttore non offre vantaggi nell'infrangere le due limitazioni dei mezzi di trasmissione multiconduttore.

Sebbene gli SSPP a conduttore singolo possiedano la capacità di confinamento del campo e propagazione conforme, sono ancora lontani da applicazioni sistematiche. Non esiste un buon metodo per integrare componenti semiconduttori attivi chiave come amplificatori in circuiti SSPP a conduttore singolo. È ancora urgente cercare una tecnica fattibile per risolvere i problemi dei mezzi di trasmissione multiconduttore e rompere contemporaneamente il collo di bottiglia dei mezzi di trasmissione a conduttore singolo.

Il team di ricerca propone un nuovo tipo di metacanale dispari (OMM) per sistemi a conduttore singolo. In primo luogo analizzano il potenziale dell'integrazione attiva di componenti semiconduttori. Il team ha quindi valutato i principi di progettazione di base alla base dell'OMM per rafforzare il confinamento sul campo e ampliare la larghezza di banda contemporaneamente. Utilizzando la differenza di potenziale di campo in modalità dispari dell'OMM si ottiene l'amplificatore a conduttore singolo integrato con l'OMM.

Il metodo proposto può essere esteso a quasi tutti i componenti semiconduttori attivi nei sistemi a microonde e terahertz. Il team ha dimostrato i meriti della soppressione della diafonia basata sull'ortogonalità in modalità dispari-pari, RCS basso e flessibilità dell'OMM. Pertanto, l'OMM proposto potrebbe superare gli ostacoli legati alla realizzazione di sistemi a conduttore singolo e fornire un'altra strada per future skin intelligenti.

Il nuovo metacanale in modalità dispari funge da mezzo di trasmissione fondamentale per un sistema a conduttore singolo. L'introduzione di decorazioni a zigzag sulla struttura SSPP risolve il compromesso tra larghezza di banda e confinamento del campo degli SSPP in modalità dispari. È possibile utilizzare un campo in modalità dispari per eccitare componenti semiconduttori attivi.

In conclusione, l'OMM proposto e il metodo di integrazione attiva di componenti semiconduttori rimuovono i principali ostacoli alla realizzazione di sistemi conformi a conduttore singolo e forniscono una strada per future skin intelligenti. + Esplora ulteriormente

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