Towards Terahertz Organic Electronics: Development of Solution-Processed THz Devices for Next Generation ICT Systems

) إنّ النموَّ السريع الناجم عن الطلب المهول للحصول على المعلومات عالية الجودة والمتزامنة، كالبيانات (Data) والاتصالات الصوتية والمحتوى السمعي البصري على إنترنت الأشياء (IoT)، لا يمكن بحال إنكاره وسيستمر في التسارع في المستقبل المنظور. وعلى الرغم من أنّ تقنيات المعلومات والاتصالات (ICT) من الجيل الرابع والخامس (5G/4G) الحالية قادرة على التعامل مع عروض نطاق كبيرة (Large Bandwidths)، إلا أنّ أجهزة تقنيات المعلومات والاتصالات (ICT) من الجيل القادم يجب أن تستخدم ترددات أعلى. تعمل أنظمة تقنيات المعلومات والاتصالات من الجيل الخامس (5G ICT) حاليا على تردد 28 غيغاهرتز (GHz) لنقل البيانات بمعدل 4 جيجابت في الثانية (Gbit/s). هذا وقد اعتمدت لجنة الاتصالات الفدرالية في الولايات المتحدة (FCC) مؤخرًا قواعد جديدة لتشجيع تطوير تقنيات الاتصالات الجديدة وتسريع نشر الخدمات الرائدة في طيف الترددات فوق 95 غيغاهرتز (GHz). تمّ استحداث فئات جديدة من التراخيص التجريبية لتمكين المبتكرين ورجال الأعمال من الوصول بسهولة إلى هذا الطيف من الترددات بين 95 و3000 غيغاهرتز (GHz). لتسريع تطورات أنظمة تكنولوجيا المعلومات والاتصالات من الجيل القادم، يجب بذل الجهود الحثيثة لتطوير الأجهزة التي يمكن أن تعمل على ترددات التيراهرتز (THz, f = 1×1012 Hz). تعتمد معظم باعثات ومستشعرات ترددات التيراهرتز (THz) التي يتم استخدامها حاليا على أشباه الموصلات البلورية (Crystalline Semiconductors). وعلى مدى العقود القليلة الماضية، تمّ استكشاف العديد من السبل لزيادة شدة الانبعاث (Emission Intensity) وتوسيع طيف عرض النطاق الترددي (Spectral Bandwidth). هناك تحسينات كبيرة في هذا الصدد يتم العمل عليها حاليا، ولكن على الرغم من ذلك، لا يزال هذا المجال الطيفي بعيدا عن القدرة على استخدامه في الاستعمالات

The rapid growth brought about by the huge demand for high-quality real-time information, such as data, voice, and video contents on the Internet of Things, is undeniably unstoppable and will continue to accelerate in the foreseeable future. Although, current 4th/5th generation information and communication technologies (ICT) are capable of handling large bandwidths, next generation ICT devices will inevitably use higher frequency regions. To date, 5G ICT systems operate at 28 GHz to deliver data at a rate of 4 Gbit/s. The Federal Communications Commission of the United States has recently adopted new rules to encourage the development of novel communications technologies and expedite the deployment of cutting-edge services in the spectrum above 95 GHz.1 New categories of experimental licenses have been created to enable innovators and entrepreneurs to readily access this spectrum for frequencies between 95 GHz and 3,000 GHz.2 To accelerate the developments of next generation ICT systems, efforts must be made to develop devices that can operate at terahertz (THz, f = 1×1012 Hz) frequencies. The most used THz emitters and detectors are based on crystalline semiconductors. Over the past few decades, numerous approaches have been explored to increase emission intensity and broaden its spectral bandwidth. There are significant improvements but despite these, this spectral region is still far from being utilized for day-to-day applications. Furthermore, these devices are grown using intricate and cost-demanding molecular beam epitaxial techniques requiring large investment. To address these constraints, we propose to develop solution-processed THz emitters based on organo-metal halide perovskite, and antenna arrays from micro helical structures of plants. A computer science student from GUST will perform all the theoretica