中科院研製出神奇電晶體,隱形戰機將無處躲藏

2020-10-09 戰略問題研究專家

據中國科學院金屬研究所在日前宣布,該所瀋陽分部研發出了以肖特基結作為發射結的垂直結構電晶體,這種被稱為「矽石墨烯-鍺」電晶體可以將石墨烯基區電晶體的延遲時間縮短一千倍以上,這一科研成果將有希望用在太赫茲領域的高速器件中,並為太赫茲雷達性能的提升奠定了基礎。

該成果的相關論文已經發表國際學術期刊上,專家表示,提高雙極結型電晶體的工作頻率成了幾十年來科技界的追求目標,但面臨著技術瓶頸。石墨烯基區電晶體普通採用隧穿發射結,嚴重限制了該電晶體作為高速電子器件的發展前景。矽-石墨烯肖特基結相比隧穿發射結擁有目前最大的開態電流和最小的發射結電容,最終實現了器件延遲時間縮短1000倍以上的技術突破,器件的截止頻率由1.0兆赫茲提升到了1.2吉赫茲。科學家已經確認這種電晶體未來可以被應用於太赫茲領域,這將對正在發展成熟中的太赫茲雷達的性能產生巨大的影響。

太赫茲雷達成像效果

太赫茲雷達工作在太赫茲波段,與傳統雷達相比具有一系列獨特的技術優勢。據介紹,太赫茲雷達的波長更短,可以對目標實現高精度成像,對快速移動目標的都卜勒頻段較大,對緩慢移動物體的識別同樣具有優勢。第二,太赫茲雷達具有強大的反隱身特性。目前的隱形戰鬥機的吸波材料只能在一個很窄的波段有效,而太赫茲雷達的頻段具有很寬的帶寬。與傳統雷達偵察目標顯示的是一個點相比,太赫茲雷達對目標的成像是一幅畫,不但可以輕鬆的發現隱形戰機目標,還擁有強大的抗幹擾能力。最後,太赫茲雷達還對非金屬材料具有透視性,對敵方隱藏起來的目標也可以進行探測,還不受煙霧、沙塵等惡劣天氣的影響。

注意後面紅色牌子的就是太赫茲雷達

早在2018年,中國航天科工集團表示正在試驗第一部太赫茲視頻合成孔徑雷達,並已經獲得了國內首組太赫茲視頻合成孔徑雷達影像成果。航天科工集團23所還表示,未來會把高頻段合成孔徑雷達作為機載雷達的重要發展方向,該所已經率先實現了從KA波段到太赫茲波段的視頻合成孔徑雷達研製工作,這意味著中國太赫茲機載雷達向應用走出了重要一步。

隨著中國在垂直結構電晶體技術的突破,一旦被應用到太赫茲領域,這種新型雷達性能將會再次出現重大飛躍。太赫茲雷達未來的會被優先應用軍事領域,可以成為戰鬥機和飛彈的雷達,這將讓隱形戰鬥機完全失去隱身特性,為四代機在未來對抗五代機提供了可能性。另外,在對地觀察領域,太赫茲合成孔徑雷達也會被裝到飛機、衛星和宇宙飛船等平臺上,讓國家擁有強大的地面信息獲取能力,同樣具有戰略意義。

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