Графеновият усилвател отваря перспективата за използване на недостъпни по-рано честоти

Научна група, работеща в института Loughborough, създаде уникално устройство, което може да се усили по-рано неуловимите терагерцови вълни са графенов усилвател и това от своя страна отваря пътя към нов революционен технологии.

Какво представляват терагерцовите вълни

Терагерцовите вълни са разположени между инфрачервеното и микровълновото лъчение в спектъра на светлинната честота, но поради изключително ниската енергия учените все още не са успели да използват своя потенциал.

Това явление е известно като "Тераерцова пропаст".

Възможността за регистрация и още повече за усилване на THz вълни би отворила нови възможности в медицината, комуникациите, космическата индустрия и т.н. Но може би най-важното приложение на такива вълни беше възможността да се заменят рентгеновите апарати с абсолютно безопасни терагерцови.

Но преди изобретението на графеновия усилвател, дължините на вълните от 3 mm до 30 μm беше невъзможно да се използва, тъй като имаше изключително слаб сигнал от всички съществуващи източници.

Създаване на нов графенов усилвател (транзистор)

Изследователският екип успя да създаде нов тип оптичен транзистор, който функционира като усилвател THz, благодарение на използването на графен и високотемпературен свръхпроводник.

Принципът на действие на устройството се основава на свойствата на графен, който е напълно прозрачен и нечувствителен към светлина, а неговите електрони нямат маса. Така че усилвателят е направен от два слоя графен и един слой свръхпроводник.

Именно там се улавят безмасовите електрони на графена, в така наречения „сандвич“. И цялата тази структура е свързана с източник на енергия

И така, когато терагерцовото лъчение удари външния прозрачен слой графен, тогава вътре в THz транзистора фотоните се преобразуват в безмасови електрони, които след това се трансформират обратно в Tz лъчение, но поради външен източник на енергия, много повече интензивен.

По този начин има отражение на усиления сигнал, който е дошъл към усилвателя отвън.

Тоест, устройството отразява по-мощен лъч светлина в сравнение с входящия.

Така че, според професор Кусмарцев, инженерите са в разгара си, работейки върху разработването на устройството и вероятно прототипите ще бъдат готови за пълно тестване в рамките на една година.

Перспективи за нов усилвател

Всъщност новото устройство (ако става въпрос за пълна търговска употреба) отваря най-широките възможности, защото нашият свят буквално е препълнен с THz радиация.

Всички живи организми не само абсорбират, но и излъчват светлина в терагерцовия диапазон. Тоест, изучавайки този спектър, човек може да разбере много биохимични процеси в процеса на работа, например на мозъка.

Активното използване на терагерцова радиация ще доведе до съвсем ново ниво области като изображения, томография и мед. диагностика, контрол на околната среда и биоидентификация.

Това уникално откритие е публикувано през Писма за физически преглед.

Ако материалът ви е харесал, тогава го оценете като харесайте и публикувайте отново. Оригиналната статия е публикувана на уебсайта energofiksik.com