美国团队打造出基于大面积电子无线系统，可在千兆赫频率下运行

2021-10-22 09:57

大面积电子(LAE)是一种新兴的电子设备制造技术，可用于印刷或大规模光刻，制造出具有优异性能的平板显示器和太阳能电池。使用LAE过程，工程师可以创建大的(几平方米的平方)和高度灵活的系统;例如，基于纸或塑料。

在过去十年左右的时间里，世界各地的许多团队都在研究大面积电子系统。这带来了许多创新设备，如用于机器人的大型、灵活和传感的人造皮肤。

近期，美国普林斯顿大学的研究人员成功打造出了一种基于LAE技术的新型无线系统——它是基于一组高速自对准氧化锌薄膜晶体管，可以在千兆赫频率下工作。

现有基于LAE设备的一个关键限制是，它们的速度通常比基于传统芯片的电子设备低得多。这极大地限制了它们在无线应用方面的潜力，尽管拥有大尺寸和显著灵活性的无线系统具有显著的优势。

研究人员表示，通过结合一些电路和架构的协同设计，他们发现可以构建相关的无线系统，利用LAE提供的前所未有的规模和灵活的形式因素。

在创建他们的系统时，Verma和他的同事仔细考虑了它的设计、电路和架构。为了提高速度，他们将基本晶体管的一个度规提高了一个数量级以上，然后设计了利用这个度规的电路。最后，他们采用了架构级阶段同步技术，而且不需要降低系统速度的组件。

“这是令人兴奋的部分：这种非常不同的技术提供了真正变革性的新能力，但它需要对操作和设计有新的思考方式，”Verma说。“我们工作的主要成效是演示了一种无线系统，即LAE技术中的相控阵，该系统直接且显著地受益于大面积区域。”

研究人员在一系列测试中评估了他们的LAE设备，发现它的工作频率约为1GHz。此外，他们的系统被发现具有波束形成能力，这意味着它能够加强与特定位置目标的无线通信。在未来，他们的工作将为实现大型和灵活的LAE系统铺平道路，但也可以快速执行计算，并通过无线技术与其他系统通信。

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