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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) Hua Qin 團隊提出了一種基于具有高遷移率二維電子氣的氮化鎵肖特基勢壘二極管的可編程太赫茲超表面 (GaNMS)。作者設(shè)計并制作了一個32×25單元陣列。每個單元用作直接THz移相器，動態(tài)調(diào)整結(jié)電容，從而實現(xiàn)0.32 THz下0°至210°的連續(xù)相位調(diào)制，平均相位誤差為1.8°，調(diào)制速度超過200 MHz，平均插入損耗約為5 dB。為了降低陣列級非均勻性，引入了一種基于差分進化的優(yōu)化算法，該算法在模擬和數(shù)字模式下均可實現(xiàn)穩(wěn)健的±45°光束掃描，主瓣增益分別為18.5 dBi和16 dBi。此外，還演示了一個基于GaNMS的集成傳感和通信系統(tǒng)，驗證了其在下一代THz應(yīng)用中的潛力。作者所提出的GaNMS連接了器件級相位可調(diào)性和系統(tǒng)級功能性，從而實現(xiàn)了實用化的THz技術(shù)。
研究成果于 2025 年 7 月 14 日以題為“A GaN Schottky Barrier Diode-Based Terahertz Metasurface for High-Precision Phase Control and High-Speed Beam Scanning”發(fā)表在《Advanced Material》上。
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