Современная электроника №9/2022

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 45 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2022 Рис. 5. Видение будущего терагерцовой электроники [17] Рис. 6. Глобальный рынок терагерцовых технологий [18] Рис. 7. Зона излучения человеческого тела [10] Мировой рынок терагерцовых технологий Терагерцовая электроника Видение будущего терагерцовой электроники Информация и коммуникация Материаловедение и медицина Биология и медицина Сельскоехозяйство идругиеотрасли промышленности Окружающая среда и космос Поддерживающие технологии Радиоастрономия Разработкаустройствипрограммногообеспечения Кристаллический полиморфный анализ Защищённость ТГц-представление наркотиков и взрывчатых веществ ТГц-сенсорная сеть Широкополосный ТГц-усилитель ТГц-спектроскопия ближнего поля Создание ТГЦ-базы данных Крупномасштабная молекулярная динамика Биомолекулярная спектроскопия ТГц патологическое исследование Функциональный анализ генов и белков на основе ТГц- нанотехнологии Новая медицина и медицинское обслуживание с помощью ТГц-технологии Генерация терагерцовых волн с произвольными амплитудой и фазой ТГц-управление кубитом Длябезопасногоизащищённогообщества одноклеточная, -молекулярная ТГц спектроскопиядинамика Компактный и мобильный Спектроскопия ближнего поля Фемтосекундный лазер Параметрический источник света ТГц-детектор одиночных фотонов Гетеродинное обнаружение Массивный детектор ТГц-синтезатор Гибкий волновод Фотонный кристалл Расширенная системная интеграция Зондирование окружающей среды → Земля и космос Технология преобразования энергии ТГц-наука о тёмной материи и происхождении Вселенной Передача электроэнергии в ТГц-диапазоне Компоненты ТГц-спектроскопии Фотоника Устройства QCL, RTD mmw 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 Полупроводниковые приборы Биомолекулярный контроль Сверхбыстрая беспроводная ТГЦ-связь По прогнозам рынка, среднегодовой темп роста составит 28,3% $1841,7 млн $231 млн 2021 2028 щими текущий годовой уровень ВВП (в долларовом исчислении), к 2035 году. С учётом опыта фундаментальных исследований, новых альтернатив- ных материалов, существующего тех- нологического задела реальные прак- тические перспективные направления следующие: 1) системы распознавания образов (взамен бесперспективных нейросе- тей), 2) терагерцовая медицина (кванто- вая медицина), 3) терагерцовые ДВС автопрома буду- щего, 4) терагерцовые ОЗУ и микропро- цессоры, 5) 6G, 6) 7G. Необходимо подчеркнуть, что пред- ложения не носят концептуальный характер, а, скорее, являются страте- гическими, поскольку направлены на национальнуюмонополизацию отдель- ных терагерцовых сегментов будущего мирового рынка с доходами от десят- ков, сотен и до триллионов долларов. 4. Ключевые терагерцовые проекты с колоссальным потенциалом мирового рынка Системы распознавания образов Любые биообъекты излучают тепло- вую, а точнее, электромагнитную энергию. Электромагнитному излу- чению человека посвящено большое количество работ, из которых следу- ет выделить работу [3] академика РАН Ю.В. Гуляева (ИРЭ РАН) и д.ф.-м.н. Э.Э. Годика. Как и в разделе 1, подчеркнём, что электромагнитное излучение челове- ка занимает практически весь тера- герцовый и почти весь СВЧ-диапазон длин волн, хотя в СВЧ-диапазоне излу- чение сверхмало. Как уже подчёркива- лось, практически половина мощности приходится на «черноволновой» диа- пазон излучения человеческого тела. Экспериментальный график черно- волнового излучения человеческого тела представлен на рис. 7. Спектр черноволнового излучения человеческого тела для каждого чело- века исключительно индивидуален и специфичен, что зависит от генетики, условий жизни, принимаемой пищи, среды обитания и других факторов. По сути, излучение человека – это «черно- волновые терагерцовые отпечатки», по которым можно безошибочно распоз- навать индивидуальную личность. Излучение человека в «черновол- новом» диапазоне – достаточно мощ- ное, чтобы на разумных расстояниях с нулевой погрешностью определить и выделить личность человека. Други- ми словами, при наличии высокочув- ствительных детекторов терагерцово- го излучения в диапазоне 25…60 ТГц открывается абсолютно новая техноло- гия идентификации личности с огром- ным потенциалом на рынке. Судите сами, какие возможности и перспективы появляются с созданием новой «черноволновой» системы иден- тификации. К примеру: ● безлюдный банкинг и реформирова- ние всей банковской сети («домаш- ний» компьютерный банкинг); ● гиперскоростной субсекундный SWIFT; ● безбилетная транспортная логисти- ка; ● экспресс-диагностика физического, психологического состояния челове- ка через индивидуальный гаджет; ● в перспективе – исключение поня- тия погранзастав, абсолютная про- зрачность границ (для собственных и въезжающих по визам граждан, об- условленная наличием так называе- мого «черноволнового» биоэнергети- ческого паспорта; ● безденежная, бескарточная торговля и коммерция («электронные деньги»); ● безопасность среды обитания; ● наземный «ДРОН» – транспорт с суб- миллиметровой навигацией; ● другое. Технические средства дифферен- циального приёма черноволново- го излучения в России уже практиче- ски созданы: на эффекте расщепления запрещённой зоны диэлектрика LPE i- Si GaAs Si А.И. Гордеева, В.Е. Войтови- ча [4] в сочетании с тринитридными и дилатационными технологиями созда- ния новых A IV B IV /A IV и A III B V материалов, разработанных д.ф.-м.н. С.А. Кукушки- ным (ИПМаш РАН, г. Санкт-Петербург), [7, 8, 11].