微型、便捷的太赫兹微芯片可以看到物体内部

一种新型硅微芯片可以做到其他硅微芯片以前无法做到的事情，即产生和传输太赫兹范围的无线电波。这种微型芯片的运行速度是智能手机中 CMOS 芯片的 300 倍，有朝一日可能用于透过墙壁、容器内部和食品供应进行观察。

它可以看到藏在泰迪熊里面的刀，如上图所示。它甚至可以测定一块鸡肉的脂肪含量。

太赫兹扫描仪一直被誉为安检的未来——该频率范围内的电磁波可以穿透其他形式辐射无法穿透的地方，但它们不会产生 X 射线那样有害的电离辐射。太赫兹射线可以感知每个分子，因此理论上可以检测非法药物或爆炸物，甚至可以搜寻癌细胞。它们可以透过墙壁和物体内部进行观察，因此可以成为有用的安检设备。问题是扫描仪体积庞大，需要激光器和许多镜头来聚焦光线，更不用说冷却设备来保持所有物体处于工作温度。

因此，电气工程师一直在尝试使用常见且廉价的制造工艺制造太赫兹扫描仪，尤其是为大多数消费设备供电的互补金属氧化物半导体。今年早些时候，德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员想出了如何在 CMOS 中制造一种特殊类型的高速二极管，以小规模产生 T 射线。现在，加州理工学院的一些研究人员做得更好，生产出世界上第一个集成 T 射线阵列。

它在太赫兹频率下工作这一事实本身就是一项突破。没有任何标准晶体管可以放大该范围内的无线电信号。硅芯片并非设计用于在该范围内工作。为了突破这些限制，电气工程教授 Ali Hajimiri 和博士后 Kaushik Sengupta 将多个晶体管组合成一个阵列，所有晶体管都协同工作。在正确的频率下工作时，晶体管的总功率可以合并，从而增强信号强度。在加州理工学院的新闻稿中，Hajimiri 将其比作一群蚂蚁举起一头大象的负载。“如今，我们可以制造大量晶体管，这些晶体管单个功率并不大，但当它们组合在一起协同工作时，可以做更多的事情，”他说。

此外，他们还想出了如何让整个芯片充当天线，将几片金属片而不是一根电线整合在一起。（电线在太赫兹频率下无法工作。）最终，他们制造出了一种能够产生和分配 T 射线的芯片级扫描仪。据加州理工学院称，IBM 协助生产了该芯片。Hajimiri 和 Sengupta 在IEEE 固态电路杂志12 月刊上介绍了他们的新芯片。

加州理工学院