Wzmacniacz grafenowy otwiera perspektywę wykorzystania wcześniej niedostępnych częstotliwości

Grupa naukowa pracująca w Loughborough Institute stworzyła unikalne urządzenie, które może wzmacniać wcześniej nieuchwytne fale terahercowe są wzmacniaczem grafenu, a to z kolei otwiera drogę do nowego rewolucyjnego technologie.

Co to są fale terahercowe

Fale terahercowe znajdują się między promieniowaniem podczerwonym a mikrofalowym w widmie częstotliwości światła, ale ze względu na wyjątkowo niską energię naukowcy nie byli jeszcze w stanie wykorzystać ich potencjału.

Zjawisko to jest powszechnie znane jako „Przerwa Terahercowa”.

Możliwość rejestracji, a tym bardziej wzmacniania fal THz, otworzyłaby nowe możliwości w medycynie, komunikacji, przemyśle kosmicznym itp. Ale chyba najważniejszym zastosowaniem takich fal była możliwość zastąpienia aparatów rentgenowskich absolutnie bezpiecznymi terahercowymi.

Ale przed wynalezieniem wzmacniacza grafenowego, długości fal od 3 mm do 30 μm nie można go było wykorzystać, ponieważ ze wszystkich istniejących źródeł był wyjątkowo słaby sygnał.

Stworzenie nowego wzmacniacza grafenowego (tranzystora)

Zespołowi badawczemu udało się stworzyć nowy typ tranzystora optycznego, który działa jako wzmacniacz THz, dzięki zastosowaniu grafenu i nadprzewodnika wysokotemperaturowego.

Zasada działania urządzenia opiera się na właściwościach grafenu, który jest całkowicie przezroczysty i niewrażliwy na światło, a jego elektrony nie mają masy. Wzmacniacz jest więc zbudowany z dwóch warstw grafenu i jednej warstwy nadprzewodnika.

To tam wychwytywane są bezmasowe elektrony grafenu w tzw. „Kanapce”. A cała ta konstrukcja jest podłączona do źródła zasilania

Tak więc, gdy promieniowanie terahercowe uderza w zewnętrzną przezroczystą warstwę grafenu, wówczas wewnątrz tranzystora THz fotony są przekształcane w bezmasowe elektrony, które są następnie przekształcane z powrotem w promieniowanie Tz, ale dzięki zewnętrznemu źródłu energii, znacznie więcej intensywny.

W ten sposób następuje odbicie wzmocnionego sygnału, który dotarł do wzmacniacza z zewnątrz.

Oznacza to, że urządzenie odbija silniejszą wiązkę światła w porównaniu do przychodzącej.

Tak więc, zdaniem profesora Kusmartseva, inżynierowie pracują pełną parą nad rozwojem urządzenia i prawdopodobnie prototypy będą gotowe do pełnego testowania w ciągu roku.

Perspektywy nowego wzmacniacza

W rzeczywistości nowe urządzenie (jeśli chodzi o pełne komercyjne zastosowanie) otwiera najszersze możliwości, ponieważ nasz świat dosłownie przepełniony jest promieniowaniem THz.

Wszystkie żywe organizmy nie tylko pochłaniają, ale także emitują światło w zakresie terahercowym. Oznacza to, że badając to spektrum, można zrozumieć wiele procesów biochemicznych zachodzących na przykład w procesie pracy mózgu.

Aktywne wykorzystanie promieniowania terahercowego wyniesie takie dziedziny jak obrazowanie, tomografia i miód na zupełnie nowy poziom. diagnostyka, kontrola środowiska i bioidentyfikacja.

To wyjątkowe odkrycie zostało opublikowane w Pisma przeglądu fizycznego.

Jeśli podobał Ci się materiał, oceń go jako polubiony i opublikuj ponownie. Oryginalny artykuł jest umieszczony na stronie internetowej energofiksik.com