硅材料技术取得突破可使关键微波技术降低成本提升水平

【据滑铁卢大学2018年5月24日报道】滑铁卢大学的研究人员使用功能强大的超级计算机，目前已经找到了一种利用价廉的硅材料产生微波的方法，这一突破可以显着降低成本并改善自动驾驶车辆中的传感器等设备。

滑铁卢大学的工程教授C.R. Selvakumar曾在他在几年前提出了这个概念，但直到现在，仍被认为是不可能的。

高频微波可传送信号，广泛用于多种设备，包括警用车辆中装载用于追捕超速者的探测雷达、避免碰撞系统的雷达单元。

微波通常由称为耿氏二极管的器件产生，这种器件主要利用了砷化镓等昂贵且有毒的半导体材料的独特性能。

当电压施加到砷化镓中并逐渐增加时，流过它的电流也随之增加，但仅仅会增加到某一极限值，在那之后，电流会逐渐下降，这种奇特的现象称之为耿氏效应，其结果将导致微波发射。

滑铁卢大学博士研究生、现就职于瑞典查尔姆斯理工大学的首席研究员希里，利用计算机纳米技术表明，使用硅可以达到同样的效果。

作为地球上储量第二多的物质，硅将更易于制造，其成本也仅为砷化镓的二十分之一。

这项新技术涉及的硅纳米线非常细小，10万根捆绑在一起才能达到人头发的厚度。

复杂计算机模型显示，如果硅纳米线在施加电压时被拉伸，可能会诱发耿氏效应，并因此引起微波的发射。

希里表示，随着新的纳米制造方法的涌现，现在很容易将块状的硅制成纳米线形式，并将其用于上述的目的。

这项工作的理论研究，只是开发过程中的第一步，随着研究的深入，未来可能将得到更便宜、更灵活的微波产生装置。

这种利用硅施加电压时的拉伸机理，也可以作为一种“开关”控制来微波的产生与否，或者改变微波的频率和效果，以便在许多人们尚未想象到的领域取得新的应用。（中国航空工业发展研究中心 陈济桁）