Praėjusiais metais Kinijos mokslų akademijos Hefėjaus fizinių mokslų instituto Didelio magnetinio lauko centro tyrėjo Sheng Zhigao komanda sukūrė aktyvų ir išmanų terahercų elektrooptinį moduliatorių, pagrįstą stacionaraus didelio magnetinio lauko eksperimentiniu įrenginiu. Tyrimas paskelbtas žurnale „ACS Applied Materials & Interfaces“.
Nors terahercų technologija pasižymi geresnėmis spektrinėmis charakteristikomis ir plačiomis taikymo perspektyvomis, jos inžinerinį pritaikymą vis dar smarkiai riboja terahercų medžiagų ir terahercų komponentų kūrimas. Tarp jų aktyvus ir išmanus terahercų bangos valdymas išoriniu lauku yra svarbi šios srities tyrimų kryptis.
Siekdama pažangiausių terahercų šerdies komponentų tyrimų, tyrėjų komanda išrado terahercų įtempių moduliatorių, pagrįstą dvimatė medžiaga grafenu [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], terahercų plačiajuosčio fotovaldomo moduliatoriaus, pagrįsto stipriai susijusiu oksidu [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)], ir fononų pagrindu sukurtą naują vieno dažnio magnetiniu būdu valdomą terahercų šaltinį [Advanced Science 9, 2103229(2021)]. Funkciniu sluoksniu pasirinkta susijusi elektronų oksido vanadžio dioksido plėvelė, pritaikytas daugiasluoksnės struktūros projektavimas ir elektroninio valdymo metodas. Pasiekiamas daugiafunkcis aktyvus terahercų perdavimo, atspindžio ir sugerties moduliavimas (a pav.). Rezultatai rodo, kad be pralaidumo ir sugerties, elektrinis laukas taip pat gali aktyviai reguliuoti atspindį ir atspindžio fazę, kurioje atspindžio moduliacijos gylis gali siekti 99,9 %, o atspindžio fazė – ~180o moduliacijos (b pav.). Dar įdomiau, kad siekdami intelektualaus terahercų elektrinio valdymo, tyrėjai sukūrė įrenginį su nauja „terahercų – elektrinių terahercų“ grįžtamojo ryšio kilpa (c pav.). Nepriklausomai nuo pradinių sąlygų ir išorinės aplinkos pokyčių, išmanusis įrenginys gali automatiškai pasiekti nustatytą (laukiamą) terahercų moduliacijos vertę maždaug per 30 sekundžių.
(a) Scheminė diagramaelektrooptinis moduliatoriusremiantis VO2
(b) pralaidumo, atspindžio, sugerties ir atspindžio fazės pokyčiai veikiant veikiančiai srovei
(c) išmaniojo valdymo schema
Aktyvaus ir protingo teraherco sukūrimaselektrooptinis moduliatoriusRemiantis susijusiomis elektroninėmis medžiagomis, pateikiama nauja idėja terahercų intelektualiojo valdymo įgyvendinimui. Šį darbą rėmė Nacionalinė pagrindinių tyrimų ir plėtros programa, Nacionalinis gamtos mokslų fondas ir Anhui provincijos didelio magnetinio lauko laboratorijos krypties fondas.
Įrašo laikas: 2023 m. rugpjūčio 8 d.