Прорывная технология усиливает терагерцовык волны для 6G

Графическая абстракция.Кредит: Нано буквы (2023).Doi: 10.1021/acs.nanolett.3c03572

Сотрудничая с профессором Джуном Сью Ли из Университета Теннесси и профессором Мина Юн из Национальной лаборатории Оук-Ридж, исследовательская группа успешно оптимизировала нано-резонатор ТГц специально для связи 6G с использованием технологии передовой оптимизации.

Результаты исследований были опубликованы в онлайн -версии Nano Letters.

Интегрируя обучение ИИ, основанную на физической теоретической модели, команда позволила эффективному проектированию нанорезонаторов ТГц на персональных компьютерах, процесс, который ранее занимал много времени и требовал даже с суперкомпьютерами.

Благодаря серии экспериментов по передаче электромагнитных волн ТГц команда оценила эффективность недавно разработанного нано-резонатора.

Результаты были поразительными, при этом электрическое поле, генерируемое нано-резонатором ТГц, превышающим общие электромагнитные волны более чем в 30 000 раз.Это достижение представляет собой невероятное повышение эффективности более 300% по сравнению с ранее сообщенными ТГц-нанорезонаторами.

Традиционно технология обратного проектирования на основе ИИ была сосредоточена на разработке структур оптических устройств в видимых или инфракрасных областях, которые были лишь частью длины волны.Тем не менее, применение этой технологии к диапазону частот связи 6G (0,075–0,3 ТГц) представляло значительные проблемы из-за гораздо меньшего масштаба, примерно на один миллион, размер длины волны, объяснил профессор Парк.

Чтобы преодолеть эти проблемы, исследовательская группа разработала инновационный подход, объединив новый ТГц-нанорезонатор с методом обратного проектирования на основе искусственного интеллекта, основанного на физической теоретической модели.Этот подход позволил оптимизировать устройство менее чем за 40 часов, даже на персональных компьютерах, по сравнению с ранее требуемыми десятками часов для одного моделирования или потенциально сотен лет для оптимизации одного устройства.

Исследователь Янг-Тэк Ли (Департамент физики, UNIST), первый автор исследования, выделил универсальность оптимизированного нано-резонатора, заявив о его последствиях для ультрапезированных детекторов, ультра-ярких датчиков молекулярного обнаружения и исследований болометра.Он также добавил: «Методология, используемая в этом исследовании, не ограничивается определенными наноструктурами, но может быть распространена на различные исследования с использованием физических теоретических моделей различных длин волн или структур».

Профессор Парк подчеркнул значение понимания физических явлений в сочетании с технологией ИИ, заявив: «В то время как ИИ может показаться решением всех проблем, понимание физических явлений остается решающим».

Больше информации: Hyoung-Taek Lee et al., Более чем в 30000 раза улучшение поля наноресораторов Terahertz, включенных в результате быстрого обратного дизайна, нано букв (2023).Doi: 10.1021/acs.nanolett.3c03572