Fabrican circuito integrado que trabaja a un billón de ciclos por segundo

Guinness World Records reconoció hoy al programa Terahertz Electrónics de DARPA por crear el circuito amplificador integrado de estado sólido más rápido jamás medido.

El amplificador de diez etapas funciona a una velocidad de un terahertz (1.012 GHz), o un billón de ciclos por segundo, 150 mil millones de ciclos más rápido que el récord mundial existente de 850 gigahercios establecido en 2012.

Esto promete abrir nuevas áreas de investigación y aplicaciones no previstas en el espectro de sub-ondas milimétricas, además de traer un rendimiento sin precedentes a los circuitos que operan a frecuencias más convencionales.

Este avance podría conducir a tecnologías revolucionarias, como los sistemas de formación de imágenes de seguridad de alta resolución, la mejora de radares para evitar colisiones, redes de comunicaciones con muchas veces la capacidad de los sistemas actuales y espectrómetros que pueden detectar sustancias químicas y explosivos potencialmente peligrosos con mucha mayor sensibilidad.

Desarrollado por Northrop Grumman Corporation, el Terahertz Monolithic Integrated Circuit (TMIC) exhibe ganancias de energía en varios órdenes de magnitud más allá del estado actual de la técnología.

Ganancia, que se mide de manera logarítmica en decibelios, similar a cómo se mide la intensidad de terremoto en la escala de Richter, y describe la capacidad de un amplificador para aumentar la potencia de una señal desde la entrada a la salida.

TMIC mostró una ganancia medida de nueve decibeles a 1,0 terahercios y ocho decibeles a 1.03 terahercios.

En contraste, la tecnología de teléfono inteligente actual opera de uno a dos gigahercios y redes inalámbricas a 5,7 gigahercios.

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Durante años, los investigadores han estado buscando explotar la banda de alta frecuencia que comienza por encima de 300 gigahercios, donde las longitudes de onda son de menos de un milímetro.

El nivel de terahercios ha demostrado ser un tanto difícil de alcanzar, aunque debido a la falta de medios eficaces para generar, detectar, procesar y radiar las señales de alta frecuencia necesarios.

La electrónica actual que utiliza tecnologías de estado sólido ha sido en gran medida incapaz de acceder a la banda submilimétrica del espectro electromagnético debido a insuficiente rendimiento del transistor.

Para hacer frente a la “brecha de terahercios,” los ingenieros han utilizado tradicionalmente conversión de frecuencias, convirtiendo corriente alterna de una frecuencia en corriente alterna a otra frecuencia, para multiplicar las frecuencias de funcionamiento de circuitos a partir de frecuencias de ondas milimétricas.

Este enfoque, sin embargo, restringe la potencia de salida de los dispositivos eléctricos y afecta adversamente la relación señal-ruido.

La conversión de frecuencia también aumenta los requisitos de tamaño del dispositivo, peso y la fuente de alimentación.

Fuente: Gizmodo