基于石墨烯的高速亚太赫兹接收器，实现 6G 及更远的无线通信
光学
2024-11-05 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
应用物理
摘要
近年来，电信领域经历了前所未有的无线数据流量激增。亟需创新解决方案来克服当前技术的固有局限性，特别是在容量方面。亚太赫兹（sub-THz）频段（约 0.2-0.3 THz）的载波频率可以为短距离无线通信提供更高的容量和低衰减。在这里，我们展示了一种基于石墨烯的直接、无源且紧凑的亚太赫兹接收器，其性能优于最先进的亚太赫兹接收器。这些基于石墨烯的接收器提供了一种经济高效、CMOS 兼容、体积小巧的解决方案，能够满足 6G 技术的尺寸、重量和功耗（SWaP）要求。我们利用了一个亚太赫兹腔体，包括一个天线和一个后反射镜，放置在石墨烯通道附近，以克服石墨烯固有的低吸收以及光敏区域与入射辐射区域之间的不匹配，后者在亚太赫兹范围内变得极为显著。石墨烯接收器实现了每秒多千兆比特的数据速率，与发射器的最大距离约为 3 米，装置限制的 3 dB 带宽为 40 GHz，以及 0.16 A/W 的高响应度，实现了芯片间通信和近距离设备间通信等应用。
引用
@article{arxiv.2411.02269,
title = {High-Speed Graphene-based Sub-Terahertz Receivers enabling Wireless Communications for 6G and Beyond},
author = {Karuppasamy Pandian Soundarapandian and Sebastián Castilla and Stefan M. Koepfli and Simone Marconi and Laurenz Kulmer and Ioannis Vangelidis and Ronny de la Bastida and Enzo Rongione and Sefaattin Tongay and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Elefterios Lidorikis and Klaas-Jan Tielrooij and Juerg Leuthold and Frank H. L. Koppens},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.02269},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 4 figures