Grafēna pastiprinātājs paver iespējas izmantot iepriekš nepieejamas frekvences

Zinātniskā grupa, kas strādā Loughborough institūtā, ir izveidojusi unikālu ierīci, kas spēj pastiprināt agrāk nenotverami teraherca viļņi ir grafēna pastiprinātājs, un tas, savukārt, paver ceļu jauniem revolucionāriem tehnoloģijām.

Kas ir teraherca viļņi

Teraherca viļņi gaismas frekvences spektrā atrodas starp infrasarkano un mikroviļņu starojumu, taču ārkārtīgi zemās enerģijas dēļ zinātnieki vēl nav spējuši izmantot savu potenciālu.

Šī parādība ir plaši pazīstama kā "Teraherca plaisa".

Spēja reģistrēties un vēl jo vairāk pastiprināt THz viļņus pavērtu jaunas iespējas medicīnā, sakaros, kosmosa industrijā utt. Bet, iespējams, vissvarīgākais šādu viļņu pielietojums bija spēja aizstāt rentgena aparātus ar absolūti drošiem terahercu aparātiem.

Bet pirms grafēna pastiprinātāja izgudrošanas viļņu garumi no 3 mm līdz 30 μm to nebija iespējams izmantot, jo no visiem esošajiem avotiem bija ārkārtīgi vājš signāls.

Jauna grafēna pastiprinātāja (tranzistora) izveide

Pētnieku komandai izdevās izveidot jauna veida optisko tranzistoru, kas darbojas kā THz pastiprinātājs, pateicoties grafēna un augstas temperatūras supravadītāja izmantošanai.

Ierīces darbības princips ir balstīts uz grafēna īpašībām, kas ir pilnīgi caurspīdīgs un nejutīgs pret gaismu, un tā elektroniem nav masas. Tātad pastiprinātājs tiek realizēts no diviem grafēna slāņiem un viena supravadītāja slāņa.

Tieši tajā grafēna bezmasa elektronus uztver tā dēvētajā "sviestmaizē". Un visa šī struktūra ir savienota ar strāvas avotu

Tātad, kad teraherca starojums skar ārējo caurspīdīgo grafēna slāni, tad THz tranzistora iekšienē fotoni tiek pārveidoti bezmasas elektroni, kas pēc tam atkal tiek pārveidoti par Tz starojumu, bet ārēja enerģijas avota dēļ - daudz vairāk intensīva.

Tādējādi ir pastiprināta signāla atspoguļojums, kas pie pastiprinātāja nonāca no ārpuses.

Tas ir, ierīce atspoguļo jaudīgāku gaismas staru, salīdzinot ar ienākošo.

Tātad, pēc profesora Kusmartseva teiktā, inženieri pilnā sparā strādā pie ierīces izstrādes un, iespējams, prototipi būs gatavi pilnīgai testēšanai gada laikā.

Jauna pastiprinātāja perspektīvas

Patiesībā jaunā ierīce (ja runa ir par pilnīgu komerciālu izmantošanu) paver visplašākās iespējas, jo mūsu pasaule burtiski ir pārpildīta ar THz starojumu.

Visi dzīvie organismi ne tikai absorbē, bet arī izstaro gaismu terahercu diapazonā. Tas ir, pētot šo spektru, var saprast daudzus bioķīmiskos procesus darba procesā, piemēram, smadzenēs.

Aktīva teraherca starojuma izmantošana novedīs tādas jomas kā attēlveidošana, tomogrāfija un medus uz pilnīgi jaunu līmeni. diagnostika, vides kontrole un bioloģiskā identifikācija.

Šis unikālais atklājums tika publicēts Fiziskās apskates vēstules.

Ja jums patika materiāls, tad novērtējiet to ar patīk un atkārtoti publicējiet. Raksta oriģināls ir ievietots vietnē energofiksik.com