Grafenförstärkare öppnar möjligheten att använda tidigare otillgängliga frekvenser

En vetenskaplig grupp som arbetar vid Loughborough Institute har skapat en unik enhet som förstärks tidigare svårfångade terahertz-vågor - en grafenförstärkare, och detta öppnar i sin tur vägen till ny revolutionerande teknik.

Vad är terahertz-vågor

Terahertz-vågor ligger mellan infraröd och mikrovågsstrålning i spektrumet av ljusfrekvens, men på grund av extremt låg energi har forskare ännu inte kunnat utnyttja sin potential.

Detta fenomen är allmänt känt som "Terahertz Gap".

Förmågan att registrera sig, och ännu mer att förstärka THz-vågorna, skulle öppna nya möjligheter inom medicin, kommunikation, rymdindustrin etc. Men kanske den viktigaste tillämpningen av sådana vågor var möjligheten att ersätta röntgenmaskiner med helt säkra terahertz-sådana.

Men före uppfinningen av grafenförstärkaren, våglängder från 3 mm till 30 μm det var omöjligt att använda, eftersom det fanns en extremt svag signal från alla befintliga källor.

Skapande av en ny grafenförstärkare (transistor)

Forskargruppen lyckades skapa en ny typ av optisk transistor som fungerar som en THz-förstärkare tack vare användningen av grafen och en högtemperatur superledare.

Enhetsprincipen för enheten är baserad på grafens egenskaper, som är helt transparent och okänsligt för ljus, och dess elektroner har ingen massa. Så förstärkaren är gjord av två grafenskikt och ett superledarskikt.

Det är där grafens masslösa elektroner fångas in i den så kallade "sandwich". Och hela denna struktur är ansluten till en strömkälla

Så när terahertz-strålning träffar det yttre transparenta grafenlagret, omvandlas inuti THz-transistorfotonerna till masslösa elektroner, som sedan omvandlas till Tz-strålning, men på grund av en extern strömkälla, mycket mer intensiv.

Det finns alltså en reflektion av den förstärkta signalen som kom till förstärkaren från utsidan.

Det vill säga enheten reflekterar en mer kraftfull ljusstråle jämfört med den inkommande.

Så, enligt professor Kusmartsev, arbetar ingenjörer i full gång med att utveckla enheten och förmodligen kommer prototyper att vara redo för fullständig testning inom ett år.

Utsikterna för en ny förstärkare

I själva verket öppnar den nya enheten (om det kommer till kommersiell användning) de största möjligheterna, för vår värld är bokstavligen överfull av THz-strålning.

Alla levande organismer absorberar inte bara, utan avger också ljus i terahertz-området. Det vill säga genom att studera detta spektrum kan man förstå många biokemiska processer i arbetsprocessen, till exempel i hjärnan.

Den aktiva användningen av terahertz-strålning kommer att föra områden som avbildning, tomografi och honung till en helt ny nivå. diagnostik, miljöövervakning och bioidentifiering.

Denna unika upptäckt publicerades i Fysiska granskningsbrev.

Om du gillade materialet, betygsätt det så och lägg om det. Den ursprungliga artikeln publiceras på webbplatsen energofiksik.com