Oscilador de microondas en chip a escala sub-longitud de onda profunda basado en skyrmiones plasmónicos simulados

Área de la Ciencia:

• Física
• Ingeniería Eléctrica
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• La exploración de las interacciones onda-materia a escalas electromagnéticas (EM) extremas es crucial.
• La localización de campos sub-longitud de onda profunda presenta un desafío significativo en la investigación EM.

Objetivo del estudio:

• Demostrar un oscilador de microondas en chip con un tamaño eléctrico extremadamente pequeño.
• Lograr la localización de campos sub-longitud de onda profunda utilizando skyrmiones plasmónicos simulados.

Principales métodos:

• Se utilizó un proceso CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) de 0.18 μm.
• Se diseñó un resonador de skyrmión plasmónico simulado con líneas de metal en espiral cuadrada.
• Se implementó una estructura de excitación fuertemente acoplada y un par complementario de acoplamiento cruzado.

Principales resultados:

• Se logró un oscilador de microondas en chip con un tamaño eléctrico de λ₀/865.
• Se realizó un volumen de modo de 2.97 × 10⁻¹¹ λ₀³.
• Se demostró la selección simultánea de frecuencia y el almacenamiento de energía para la generación de señales EM.

Conclusiones:

• Allanó el camino para la integración de resonancias de skyrmiones en chips CMOS a escalas extremadamente sub-longitud de onda profunda.
• Promete grandes avances para el desarrollo de circuitos y sistemas integrados miniaturizados.
• Permitió la concentración eficiente de energía EM y la compensación de pérdidas en estructuras sub-longitud de onda.