6G technologijų link: Lietuvoje pradeda veikti Terahercinių ir hibridinių puslaidininkinių lustų kompetencijų centras

Spalio 6 d. veiklą pradėjo Terahercinių ir hibridinių puslaidininkinių lustų kompetencijų centras, kurį kartu kuria Vilniaus universitetas (VU) ir Fizinių ir technologijos mokslų centras (FTMC).

Naujasis centras telks Lietuvos ir užsienio mokslininkų kompetencijas, siekiant kurti pažangius puslaidininkinius lustus, medžiagas ir komponentus, reikalingus ateities 6G ryšio technologijoms. Centro steigimas yra Lietuvos mokslo tarybos (LMT) koordinuojamo projekto „Tarptautinių kompetencijų centrų steigimas“ (Nr. 10-030-P-0001), iš dalies finansuojamo Europos Sąjungos lėšomis, dalis.

Projekto pradžios susitikime – mokslinių tyrimų kryptys ir bendradarbiavimo galimybės

Spalio 6 d. vykusiame projekto pradžios susitikime mokslininkai pristatė centro veiklos koncepciją, numatomas mokslinių tyrimų kryptis ir artimiausių trejų metų įgyvendinimo planus. Renginyje dalyvavo VU ir FTMC mokslininkai, kitų institucijų atstovai bei svečiai.

Susitikimą pradėjo ir vedė centro vadovas, FTMC Optoelektronikos skyriaus l. e. p. vadovas dr. Linas Minkevičius. LMT atstovė Julija Baniukevič pristatė tarptautinių kompetencijų centrų steigimo projektą, jo tikslus ir pagal penkių kuriamų centrų konceptus. Projekto mokslinę koncepciją ir numatomas veiklos kryptis pristatė prof. Gintaras Valušis.

Naujasis centras sieks ne tik plėtoti aukšto lygio mokslinius tyrimus, bet ir stiprinti Lietuvos mokslo bei pramonės bendradarbiavimą, skatinti technologijų perdavimą ir kurti prielaidas naujų aukštos pridėtinės vertės produktų atsiradimui.

(Terahercinių ir hibridinių puslaidininkinių lustų kompetencijų centro vadovas dr. Linas Minkevičius pradeda susitikimą. LMT nuotr.)

Terahercinės technologijos – ateities 6G ryšio plėtrai

Sparčiai augant mobiliojo ryšio duomenų srautams, vis svarbesnė tampa naujų technologijų, galinčių užtikrinti didesnę duomenų perdavimo spartą ir ryšio sistemų efektyvumą, paieška. Viena perspektyviausių ateities 6G ryšio krypčių – terahercinių dažnių technologijos.

Terahercinės bangos, esančios tarp mikrobangų ir infraraudonosios spinduliuotės, atveria galimybes perduoti itin didelius duomenų kiekius. Tačiau šių technologijų pritaikymui būtini nauji puslaidininkiniai komponentai, integrinės grandinės ir pažangūs technologiniai sprendimai.

Šiems iššūkiams spręsti naujajame centre bus sutelktos skirtingų mokslo sričių kompetencijos – nuo puslaidininkinių medžiagų tyrimų ir ultrasparčių procesų modeliavimo iki fotoninių lustų, terahercinių signalų valdymo ir integruotų ryšio sistemų kūrimo.

Penkios mokslinių tyrimų grupės – bendram technologiniam tikslui

Centre veiks penkios mokslinių tyrimų grupės, kurių veikla apims 100–340 GHz dažnių ruožą. Kiekviena grupė plėtos atskirą technologinę kryptį, o jų rezultatai bus integruojami kuriant bendrą terahercinio ryšio technologijų platformą.

Šiame kontekste FTMC įkurtas naujas padalinys – Terahercinių ir hibridinių puslaidininkių lustų centras, kuriam vadovauja Optoelektronikos skyriaus fizikė dr. Dovilė Čibiraitė-Lukenskienė. Šioje atšakoje veiks dvi mokslinės grupės.

FTMC dr. Sergejaus Orlovo vadovaujami mokslininkai tirs struktūrinės terahercinės šviesos pritaikymą 6G ryšiui. Bus kuriami aktyvūs metapaviršiai, leidžiantys valdyti elektromagnetinių bangų sklidimą ir formuoti specifinių savybių pluoštus. Vienas iš numatytų tikslų – pademonstruoti daugiau kaip 100 metrų terahercinio ryšio liniją.

FTMC dr. Armando Balčyčio grupė plėtos fotonines bangolaidines terahercinio ir optinio ryšio konversijos technologijas. Tyrėjai kurs fotoninius lustus, kurie leistų sujungti šviesolaidinio ir terahercinio ryšio sistemas, sudarant sąlygas efektyvesniam duomenų perdavimui.

Tuo metu Vilniaus universiteto atšakoje darbuosis trys mokslinės grupės.

VU prof. Alvydo Lisausko vadovaujama grupė kurs terahercines integrines grandines – detektorius, maišytuvus, dažnio dauginimo ir imtuvų grandines. Tyrimų metu taip pat bus siekiama sujungti skirtingomis technologijomis pagamintus lustus į bendrą sistemą ir laboratorinėmis sąlygomis pademonstruoti didelės spartos ryšio sprendimus.

VU dr. Agnės Žukauskaitės vadovaujama grupė kurs galio nitrido (GaN) pagrindu veikiančią terahercinių technologijų platformą. Mokslininkai tirs pažangias puslaidininkines nanostruktūras ir tranzistorius, skirtus terahercinėms bangoms generuoti, aptikti ir moduliuoti.

VU dr. Patrik Ščajev vadovaujama grupė daugiausia dėmesio skirs krūvio pernašos ir ultrasparčių procesų modeliavimui puslaidininkinėse medžiagose. Šie tyrimai padės geriau suprasti medžiagų savybes ir kurti efektyvesnius terahercinių signalų detektorius bei kitus komponentus.

Visų penkių grupių veiklą vienys bendras siekis – pasiekti penktąjį technologinės parengties lygį (TPL 5), kai kuriamos technologijos ir jų komponentai jau yra patikrinti atitinkamoje aplinkoje. Taip bus siekiama sudaryti sąlygas mokslinių tyrimų rezultatams pereiti nuo laboratorinių sprendimų prie praktinio pritaikymo.

(IMEC centras Belgijoje. „Concept Lightning“ / IMEC nuotr.)

Tarptautinė partnerystė ir ambicingi trejų metų tikslai

Kuriant centrą bendradarbiaujama su Eindhoveno technologijos universitetu (TU/e, Nyderlandai) ir vienu pirmaujančių pasaulyje nanoelektronikos tyrimų centrų IMEC (Belgija). Ši partnerystė sudarys galimybes Lietuvos mokslininkams keistis žiniomis, naudotis tarptautine ekspertine patirtimi ir stiprinti dalyvavimą Europos mokslinių tyrimų bei inovacijų tinkluose.

Centro veiklos pažangą stebi Tarptautinė patariamoji taryba, į kurią įtraukti užsienio mokslo institucijų, LMT ir už švietimo bei mokslo politiką atsakingos ministerijos atstovai.

Trejų metų projekto įgyvendinimas suskirstytas į tris pagrindinius etapus. Pirmaisiais metais daugiausia dėmesio bus skiriama technologinių modelių kūrimui ir medžiagų bei komponentų charakterizavimui. Antraisiais metais numatomas komponentų prototipavimas, o trečiaisiais – integruotos technologinės platformos sukūrimas ir terahercinio ryšio linijos demonstravimas.

Projekto metu planuojama parengti ne mažiau kaip 8 Europos patentų paraiškas ir paskelbti bent 20 recenzuojamų mokslinių publikacijų. Taip pat numatoma stiprinti jaunųjų tyrėjų kompetencijas, pritraukti naujų specialistų ir sukurti arba užpildyti apie 40 darbo vietų.

Ilgalaikis tikslas – tvari mokslinių tyrimų ir inovacijų ekosistema

Terahercinių ir hibridinių puslaidininkinių lustų kompetencijų centro veikla orientuota į ilgalaikį poveikį Lietuvos mokslui, technologijų plėtrai ir aukštųjų technologijų sektoriui.

Pasibaigus projektui, centrą planuojama toliau plėtoti VU ir FTMC jungtinės veiklos pagrindu, tęsiant bendradarbiavimą su tarptautiniais partneriais, pritraukiant Europos Sąjungos ir nacionalinių programų finansavimą bei įgyvendinant bendrus projektus su pramonės įmonėmis.

Centro steigimas prisidės prie Lietuvos mokslinių tyrimų tarptautiškumo didinimo, pažangių puslaidininkinių technologijų kompetencijų stiprinimo ir naujų galimybių Lietuvos tyrėjams bei inovatyviam verslui kūrimo.

Terahercinių ir hibridinių puslaidininkinių lustų kompetencijų centras kuriamas įgyvendinant projektą „Tarptautinių kompetencijų centrų steigimas“ (Nr. 10-030-P-0001), koordinuojamą Lietuvos mokslo tarybos (LMT). Projektas iš dalies finansuojamas Europos Sąjungos lėšomis.

LMT informacija