پژوهشگران شرکت آیریدیان اسپکترال تکنولوژیز با همکاری محققانی از دانشگاه اتاوا، با ترکیب گرافن و امواج تراهرتز، گامی در مسیر تحول انقلابی در ارتباطات نسل ششم برداشتند. این دستاورد با تقویت تبدیل فرکانس، سرعت و کارایی فناوری‌های بی‌سیم را به مرزهای جدید می‌رساند. دانشمندان با طراحی ساختارهای نوین، اثرات غیرخطی امواج را هزاران برابر افزایش داده و راه را برای تراشه‌های فوق پیشرفته G6 هموار کردند. آینده ارتباطات، اکنون در آستانه جهشی تاریخی با ماده معجزه‌آسای قرن بیست و یکم است.
گرافن و امواج تراهرتز: تحولی نوین در ارتباطات نسل ششمی
محققان دانشگاه اتاوا در کانادا، شرکت آیریدیان اسپکترال تکنولوژیز (Iridian Spectral Technologies) و دانشگاه بایرویت آلمان، روش‌های ترکیبی جدیدی برای افزایش اثرات غیرخطی امواج تراهرتز (THz) در ساختارهای مبتنی بر گرافن توسعه داده‌اند. این نوآوری، پتانسیل ایجاد فناوری‌های سریع‌تر و کارآمدتر در حوزه‌های ارتباطات بی‌سیم و پردازش سیگنال را فراهم می‌کند.
امواج تراهرتز که در ناحیه فروسرخ دور طیف الکترومغناطیسی قرار دارند، به دلیل توانایی نفوذ در مواد کدر، در تصویربرداری غیرتهاجمی (برای اهداف امنیتی و کنترل کیفیت) و همچنین در توسعه فناوری‌های ارتباطی نسل ششم (G6) کاربرد دارند. پیشرفت در اپتیک غیرخطی تراهرتز نیازمند تقویت مکانیسم‌های تبدیل فرکانس است.
پروفسور ژان میشل منار از دانشگاه اتاوا، سرپرست این پژوهش می‌گوید: «این تحقیق گامی کلیدی در بهبود کارایی مبدل‌های فرکانسی تراهرتز است که برای کاربردهای چندطیفی و به‌ویژه آینده سیستم‌های ارتباطی مانند G6 حیاتی خواهد بود.»
راهکار ترکیبی محققان
گرافن با دارا بودن خواص نوری منحصربه‌فرد، امکان ساخت ادوات الکترونیکی پیشرفته را فراهم می‌کند. پژوهش‌های پیشین در تعامل امواج تراهرتز با گرافن، تنها بر تأثیر یک عامل واحد متمرکز بودند و اثرات غیرخطی ضعیفی تولید می‌کردند. اما در این مطالعه، محققان با ترکیب چندین روش نوین (از جمله طراحی ساختارهای جدید و بهینه‌سازی میدان‌های الکترومغناطیسی)، اثرات غیرخطی را به‌طور چشمگیری تقویت کرده و از پتانسیل کامل گرافن بهره بردند.
علی مالکی، دانشجوی دکتری دانشگاه اتاوا و از نویسندگان این مقاله، چنین توضیح می‌دهد: «پلتفرم آزمایشی ما و معماری‌های جدید، امکان بررسی طیف وسیعی از مواد فراتر از گرافن و کشف مکانیسم‌های نوری غیرخطی ناشناخته را فراهم می‌کند. این دستاوردها برای توسعه مبدل‌های سیگنال تراهرتزِ یکپارچه شده روی تراشه که قلب فناوری‌های ارتباطی آینده خواهند بود، ضروری است.»
چشم‌انداز کاربردی این پژوهش
این تحقیق با بررسی ساختارهای متنوع مبتنی بر گرافن، بینشی ارزشمند درباره ترکیب راهبردهای آزمایشی برای تقویت فرآیندهای تبدیل فرکانس در مواد دوبعدی ارائه می‌دهد. انتظار می‌رود این یافته‌ها زمینه‌ساز توسعه نسل بعدی سیستم‌های ارتباطی پرسرعت، فناوری‌های تصویربرداری پزشکی پیشرفته و حسگرهای امنیتی دقیق با استفاده از امواج تراهرتز باشد.
