Grafenový zesilovač otevírá perspektivu využití dříve nepřístupných frekvencí

Vědecká skupina pracující v Loughborough Institute vytvořila jedinečné zařízení, které je schopné zesílit dříve nepolapitelné terahertzové vlny jsou grafenový zesilovač, a to zase otevírá cestu k novému revolučnímu technologie.

Co jsou terahertzové vlny

Terahertzovy vlny se nacházejí mezi infračerveným a mikrovlnným zářením ve spektru světelné frekvence, ale kvůli extrémně nízké energii vědci dosud nebyli schopni využít jejich potenciál.

Tento jev je obecně známý jako „Terahertz Gap“.

Schopnost registrace a ještě více zesílení THz vln by otevřela nové možnosti v medicíně, komunikacích, vesmírném průmyslu atd. Ale možná nejdůležitější aplikací takových vln byla schopnost nahradit rentgenové přístroje absolutně bezpečnými terahertzovými.

Ale před vynálezem grafenového zesilovače byly vlnové délky od 3 mm až 30 μm nebylo možné použít, protože ze všech existujících zdrojů byl extrémně slabý signál.

Vytvoření nového grafenového zesilovače (tranzistoru)

Výzkumnému týmu se podařilo vytvořit nový typ optického tranzistoru, který funguje jako zesilovač THz, díky použití grafenu a vysokoteplotního supravodiče.

Princip fungování zařízení je založen na vlastnostech grafenu, který je zcela transparentní a necitlivý na světlo a jeho elektrony nemají žádnou hmotnost. Zesilovač je tedy vyroben ze dvou grafenových vrstev a jedné supravodivé vrstvy.

Právě tam dochází k zachycení nehmotných elektronů grafenu v takzvaném „sendviči“. A celá tato struktura je připojena ke zdroji energie

Když tedy terahertzové záření zasáhne vnější transparentní vrstvu grafenu, pak se uvnitř THz tranzistorové fotony přemění nehmotné elektrony, které se pak transformují zpět na záření Tz, ale díky externímu zdroji energie mnohem více intenzivní.

Existuje tedy odraz zesíleného signálu, který přišel do zesilovače zvenčí.

To znamená, že zařízení odráží silnější paprsek světla ve srovnání s paprskem přicházejícím.

Podle profesora Kusmartseva tedy inženýři pracují na vývoji zařízení a pravděpodobně budou prototypy připraveny k úplnému testování do jednoho roku.

Vyhlídky na nový zesilovač

Ve skutečnosti nové zařízení (pokud jde o plné komerční využití) otevírá nejširší možnosti, protože náš svět doslova přetéká THz zářením.

Všechny živé organismy nejen absorbují, ale také emitují světlo v terahertzovém rozsahu. To znamená, že studiem tohoto spektra lze pochopit mnoho biochemických procesů v procesu práce, například mozku.

Aktivní využívání terahertzového záření přinese oblasti jako zobrazování, tomografie a med na zcela novou úroveň. diagnostika, kontrola prostředí a biologická identifikace.

Tento jedinečný objev byl publikován v Dopisy o fyzické kontrole.

Pokud se vám materiál líbil, pak ho ohodnoťte jako lajk a přeposílejte. Původní článek je zveřejněn na webových stránkách energofiksik.com