Lågbrusiga 183 GHz förstärkare för meteorologi & astronomi

Forskningsprojekt, 2023 –

Vid frekvensen 183 GHz kan vatten detekteras av känsliga förstärkare. Den elektronik som möjliggör förstärkning är baserad på avancerade halvledarkomponenter. Idag används dioder i förstärkarna. I detta projektförslag för en industridoktorand avser Chalmers och Low Noise Factory AB att utveckla en transistor för att kunna användas för förstärkning vid 183 GHz. Detta skulle kunna göra detektorsystemet enklare att konstruera och tillåta uppskalning för så kallade arrayer med tusentals förstärkare. Eftersom 183 GHz är känsligt för vatten kan detektorerna baserade på den föreslagna tekniken användas för att övervaka atmosfären från rymden. Insamlade data möjliggjorda av förstärkarna har betydelse för att förstå långsiktiga förändringar av klimatet. Vidare kan de nya förstärkarna användas inom radioastronomi för att studera galaxer och stjärnbildning; Som exempel var den uppmärksammade bilden från Vintergatans svarta hål möjliggjord med teknik som vi avser utveckla i detta projekt. Vi kommer att utveckla komponenter och modeller för att designa och mäta en prototyp av en förstärkare för 183 GHz. Testning kommer även göras vid låga temperaturer där vi kan identifiera fysikaliska mekanismer som begränsar reduktion av brus i transistorn. Ett lyckat projekt kommer således både bidraga till ny kunskap om halvledarkomponenter samt ge oss ny innovation inom elektronikhårdvara till gagn för meteorologi och astronomi. En annan effekt av projektet är att det kommer hjälpa Sverige att utveckla kompetens inom området halvledare vilket rönt stor uppmärksamhet senaste tiden på grund av bristande leverantörskedjor, inte minst i Europa. Ett lyckat projekt hjälper Sverige att ha fortsatt utveckling och produktion, om än småskalig, av ytterst avancerade halvledarchips.