L'amplificatore di grafene apre la prospettiva di utilizzare frequenze precedentemente inaccessibili

Un gruppo scientifico che lavora presso il Loughborough Institute ha creato un dispositivo unico che è in grado di amplificare prima Le sfuggenti onde terahertz sono un amplificatore di grafene, e questo, a sua volta, apre la strada a nuovi rivoluzionari tecnologie.

Cosa sono le onde terahertz

Le onde Terahertz si trovano tra la radiazione infrarossa e quella a microonde nello spettro della frequenza della luce, ma a causa dell'energia estremamente bassa, gli scienziati non sono ancora stati in grado di utilizzare il loro potenziale.

Questo fenomeno è comunemente noto come "Terahertz Gap".

La possibilità di registrarsi, e ancor più di amplificare le onde THz, aprirebbe nuove opportunità in medicina, comunicazioni, industria spaziale, ecc. Ma forse l'applicazione più importante di tali onde era la capacità di sostituire le macchine a raggi X con quelle terahertz assolutamente sicure.

Ma prima dell'invenzione dell'amplificatore di grafene, lunghezze d'onda da Da 3 mm a 30 μm

era impossibile da usare, poiché c'era un segnale estremamente debole da tutte le sorgenti esistenti.

Creazione di un nuovo amplificatore al grafene (transistor)

Il team di ricerca è riuscito a creare un nuovo tipo di transistor ottico che funziona come un amplificatore THz, grazie all'uso del grafene e di un superconduttore ad alta temperatura.

Il principio di funzionamento del dispositivo si basa sulle proprietà del grafene, che è completamente trasparente e insensibile alla luce, ei suoi elettroni non hanno massa. Quindi l'amplificatore è realizzato da due strati di grafene e uno strato di superconduttore.

È lì che avviene la cattura degli elettroni privi di massa del grafene, nel cosiddetto "sandwich". E l'intera struttura è collegata a una fonte di alimentazione

Quindi, quando la radiazione terahertz colpisce lo strato di grafene trasparente esterno, i fotoni all'interno del transistor THz vengono convertiti in elettroni privi di massa, che vengono poi ritrasformati in radiazione Tz, ma a causa di una fonte di alimentazione esterna, molto di più intenso.

Quindi, c'è un riflesso del segnale amplificato che arriva all'amplificatore dall'esterno.

Cioè, il dispositivo riflette un fascio di luce più potente rispetto a quello in arrivo.

Quindi, secondo il professor Kusmartsev, gli ingegneri stanno lavorando duramente per sviluppare il dispositivo e, probabilmente, i prototipi saranno pronti per i test completi entro un anno.

Prospettive per un nuovo amplificatore

In effetti, il nuovo dispositivo (se si tratta di un pieno utilizzo commerciale) apre le più ampie possibilità, perché il nostro mondo è letteralmente traboccante di radiazioni THz.

Tutti gli organismi viventi non solo assorbono, ma emettono anche luce nella gamma dei terahertz. Cioè, studiando questo spettro, si possono comprendere molti processi biochimici nel processo di lavoro, ad esempio, del cervello.

L'uso attivo della radiazione terahertz porterà aree come l'imaging, la tomografia e il miele a un livello completamente nuovo. diagnostica, monitoraggio ambientale e bioidentificazione.

Questa scoperta unica è stata pubblicata in Lettere di revisione fisica.

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