Grafeenivahvistin avaa mahdollisuuden käyttää aiemmin saavuttamattomia taajuuksia

Loughborough-instituutissa työskentelevä tieteellinen ryhmä on luonut ainutlaatuisen laitteen, joka pystyy vahvistamaan aiemmin vaikeasti ymmärrettävät terahertsiaallot ovat grafeenivahvistin, ja tämä puolestaan ​​avaa tien uudelle vallankumoukselliselle tekniikoita.

Mitä ovat terahertsin aallot

Terahertz-aallot sijaitsevat infrapuna- ja mikroaaltosäteilyn välillä valotaajuusspektrissä, mutta erittäin matalan energian takia tutkijat eivät ole vielä kyenneet käyttämään potentiaaliaan.

Tämä ilmiö tunnetaan yleisesti nimellä "Terahertz Gap".

Kyky rekisteröityä ja vielä enemmän vahvistaa THz-aaltoja avaisi uusia mahdollisuuksia lääketieteessä, viestinnässä, avaruusteollisuudessa jne. Mutta ehkä tärkein tällaisten aaltojen sovellus oli kyky korvata röntgenlaitteet täysin turvallisilla terahertseillä.

Mutta ennen grafeenivahvistimen keksimistä aallonpituudet ovat 3 mm - 30 μm sitä oli mahdotonta käyttää, koska signaali oli erittäin heikko kaikista olemassa olevista lähteistä.

Uuden grafeenivahvistimen (transistorin) luominen

Tutkimusryhmä onnistui luomaan uudentyyppisen optisen transistorin, joka toimii THz-vahvistimena grafeenin ja korkean lämpötilan suprajohtimen käytön ansiosta.

Laitteen toimintaperiaate perustuu grafeenin ominaisuuksiin, joka on täysin läpinäkyvä ja herkkä valolle, ja sen elektronilla ei ole massaa. Joten vahvistin on valmistettu kahdesta grafeenikerroksesta ja yhdestä suprajohtavasta kerroksesta.

Siellä siepataan grafeenin massattomat elektronit ns. "Voileipään". Ja tämä koko rakenne on kytketty virtalähteeseen

Joten, kun terahertsisäteily osuu ulompaan läpinäkyvään grafeenikerrokseen, THz-transistorin sisällä fotonit muunnetaan massattomat elektronit, jotka sitten muuttuvat takaisin Tz-säteilyksi, mutta ulkoisen virtalähteen takia paljon enemmän voimakas.

Siten vahvistimelle ulkopuolelta tullut vahvistettu signaali heijastuu.

Toisin sanoen laite heijastaa voimakkaampaa valonsädettä verrattuna tulevaan.

Joten professori Kusmartsevin mukaan insinöörit työskentelevät täydessä vauhdissa laitteen kehittämisen parissa, ja luultavasti prototyypit ovat valmiita täydelliseen testaukseen vuoden kuluessa.

Uuden vahvistimen näkymät

Itse asiassa uusi laite (jos se tulee täysin kaupalliseen käyttöön) avaa laajimmat mahdollisuudet, koska maailmamme on kirjaimellisesti täynnä THz-säteilyä.

Kaikki elävät organismit paitsi absorboivat myös tuottavat valoa terahertsialueella. Toisin sanoen tutkimalla tätä spektriä voidaan ymmärtää monia biokemiallisia prosesseja esimerkiksi aivojen työprosessissa.

Terahertsi-säteilyn aktiivinen käyttö tuo kuvantamisen, tomografian ja hunajan kokonaan uudelle tasolle. diagnostiikka, ympäristön hallinta ja biotunnistus.

Tämä ainutlaatuinen löytö julkaistiin Fyysiset tarkastelukirjeet.

Jos pidit materiaalista, arvioi se tykkäyksi ja julkaise uudelleen. Alkuperäinen artikkeli on julkaistu verkkosivustolla energofiksik.com