超材料是人工设计结构、具备超常物理性质的复合材料,宽频谱是其重要发展方向。太赫兹是频率范围在0.1-10THz的电磁辐射,频谱范围宽。太赫兹超材料是两种技术相结合制造而成的新材料,主要包括太赫兹辐射材料、太赫兹吸波材料、太赫兹屏蔽材料等。
在通信领域,太赫兹超材料可提高频谱利用率,降低通信延迟,支持更多用户接入,是实现6G通信的重要技术。在仪器仪表领域,太赫兹超材料可制造灵敏度高、频带宽的传感器、探测器、放大器、相位调制器等。在医疗设备领域,太赫兹超材料在癌症组织检测及成像方面优势明显,可制造医学影像设备。在国防军工领域,太赫兹超材料可用于制造监视雷达、情报侦查、导弹防御等装备。
我国5G通信技术处于全球领先地位,也在率先开展6G通信技术开发。2020年11月,我国“星时代-12/天雁05”卫星搭载长征六号运载火箭成功升空,这是全球首颗6G试验卫星,是“太赫兹通信”在空间应用场景下的全球首次技术验证。随着6G通信技术与应用研究不断深入,太赫兹超材料在通信领域的需求将不断增长,未来6G实现商业化,将为太赫兹超材料带来广阔市场空间。
我国“‘十四五’国家重点研发计划‘高端功能与智能材料’重点专项”中,基于电磁模态耦合的新型功能超材料研究中提出,要开发室温工况的太赫兹二次谐波超材料,实现太赫兹谐波高自由度人工调控。在国家政策的推动下,未来我国太赫兹超材料技术研究将不断进步,利好太赫兹超材料产业化发展。
新思界
行业分析人士表示,在技术研究方面,我国太赫兹超材料相关研究成果不断涌现。中国科学院西安光学精密机械研究所开发了一种利用石墨烯构建的三维太赫兹超材料结构;中科院上海微系统与信息技术研究所基于可降解金属和蚕丝蛋白材料加工出环境可降解、人体可吸收的太赫兹超材料器件;西安交大研究员使用投影微立体光刻3D打印技术制造出太赫兹超材料。在产业化发展方面,光启技术是我国太赫兹超材料行业中的龙头企业。