Grafénový zosilňovač otvára vyhliadky na použitie predtým neprístupných frekvencií

Vedecká skupina pracujúca na Loughborough Institute vytvorila jedinečné zariadenie, ktoré je schopné zosilniť sa skôr nepolapiteľné terahertzové vlny sú zosilňovačom grafénu a to zase otvára cestu k novým revolučným technológií.

Čo sú terahertzové vlny

Terahertzove vlny sa nachádzajú medzi infračerveným a mikrovlnným žiarením v spektre svetelnej frekvencie, ale kvôli extrémne nízkej energii vedci zatiaľ nedokázali využiť ich potenciál.

Tento jav je všeobecne známy ako „Terahertz Gap“.

Schopnosť registrácie a ešte viac zosilnenie THz vĺn by otvorila nové možnosti v medicíne, komunikácii, vesmírnom priemysle atď. Ale asi najdôležitejšou aplikáciou takýchto vĺn bola schopnosť nahradiť röntgenové prístroje absolútne bezpečnými terahertzovými.

Ale pred vynálezom grafénového zosilňovača boli vlnové dĺžky od 3 mm až 30 μm nebolo možné použiť, pretože zo všetkých existujúcich zdrojov bol mimoriadne slabý signál.

Vytvorenie nového grafénového zosilňovača (tranzistora)

Vedeckému tímu sa podarilo vytvoriť nový typ optického tranzistora, ktorý funguje ako zosilňovač THz, a to vďaka použitiu grafénu a vysokoteplotného supravodiča.

Princíp činnosti prístroja je založený na vlastnostiach grafénu, ktorý je úplne priehľadný a necitlivý na svetlo a jeho elektróny nemajú žiadnu hmotnosť. Zosilňovač je teda vyrobený z dvoch grafénových vrstiev a jednej supravodičovej vrstvy.

Práve tam sa zachytávajú nehmotné elektróny grafénu v takzvanom „sendviči“. A celá táto štruktúra je pripojená k zdroju energie

Takže keď terahertzové žiarenie zasiahne vonkajšiu priehľadnú grafénovú vrstvu, potom sa vnútri THz tranzistorové fotóny premenia na nehmotné elektróny, ktoré sa potom transformujú späť na Tz žiarenie, ale vďaka externému zdroju energie oveľa viac intenzívne.

Existuje teda odraz zosilneného signálu, ktorý do zosilňovača prichádzal zvonku.

To znamená, že zariadenie odráža silnejší lúč svetla v porovnaní s prichádzajúcim.

Podľa profesora Kusmartseva sú teda inžinieri v plnom prúde pracujúci na vývoji zariadenia a prototypy budú pravdepodobne pripravené na úplné testovanie do jedného roka.

Vyhliadky na nový zosilňovač

V skutočnosti nové zariadenie (pokiaľ ide o úplné komerčné využitie) otvára najširšie možnosti, pretože náš svet je doslova preplnený THz žiarením.

Všetky živé organizmy nielen absorbujú, ale aj vyžarujú svetlo v rozsahu terahertzov. To znamená, že štúdiom tohto spektra možno porozumieť mnohým biochemickým procesom v procese práce, napríklad mozgu.

Aktívne využitie terahertzového žiarenia prinesie také oblasti ako zobrazovanie, tomografia a med na úplne novú úroveň. diagnostika, kontrola životného prostredia a biologická identifikácia.

Tento jedinečný objav bol publikovaný v Fyzické prehľadové listy.

Ak sa vám materiál páčil, potom ho ohodnoťte ako lajk a preposielajte. Pôvodný článok je uverejnený na webových stránkach energofiksik.com