Pagājušajā gadā Ķīnas Zinātņu akadēmijas Hefei Fizikālo zinātņu institūta Augsta magnētiskā lauka centra pētnieka Šen Džigao komanda izstrādāja aktīvu un inteliģentu terahercu elektrooptisko modulatoru, kas balstās uz eksperimentālu ierīci ar augstu magnētisko lauku līdzsvara stāvoklī. Pētījums ir publicēts žurnālā ACS Applied Materials & Interfaces.
Lai gan terahercu tehnoloģijai ir pārākas spektrālās īpašības un plašas pielietojuma perspektīvas, tās inženiertehnisko pielietojumu joprojām nopietni ierobežo terahercu materiālu un terahercu komponentu attīstība. Starp tiem svarīgs pētījumu virziens šajā jomā ir aktīva un inteliģenta terahercu viļņu vadība ar ārēju lauku.
Tiecoties uz terahercu kodolu komponentu jaunākās pētniecības virzienu, pētnieku komanda ir izgudrojusi terahercu sprieguma modulatoru, kas balstīts uz divdimensiju materiālu grafēnu [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], terahercu platjoslas fotovadāmu modulatoru, kas balstīts uz stipri saistīto oksīdu [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)], un fononu bāzes jaunu vienas frekvences magnētiski vadāmu terahercu avotu [Advanced Science 9, 2103229(2021)], par funkcionālo slāni ir izvēlēta saistītā elektronu oksīda vanādija dioksīda plēve, tiek izmantota daudzslāņu struktūras konstrukcija un elektroniskās vadības metode. Tiek panākta daudzfunkcionāla aktīvā terahercu pārraides, atstarošanas un absorbcijas modulācija (a attēls). Rezultāti liecina, ka papildus caurlaidībai un absorbcijai, atstarošanas un atstarošanas fāzi var aktīvi regulēt arī elektriskais lauks, kurā atstarošanas modulācijas dziļums var sasniegt 99,9% un atstarošanas fāze var sasniegt ~180o modulāciju (b attēls). Vēl interesantāk, lai panāktu inteliģentu terahercu elektrisko vadību, pētnieki izstrādāja ierīci ar jaunu “terahercu – elektriskā teraherca” atgriezeniskās saites cilpu (c attēls). Neatkarīgi no sākuma apstākļu un ārējās vides izmaiņām viedierīce var automātiski sasniegt iestatīto (paredzēto) terahercu modulācijas vērtību aptuveni 30 sekundēs.
(a) shematiska diagrammaelektrooptiskais modulatorspamatojoties uz VO2
(b) caurlaidības, atstarošanas, absorbcijas un atstarošanas fāzes izmaiņas ar piespiesto strāvu
(c) viedās vadības shematiska diagramma
Aktīva un inteliģenta teraherca attīstībaelektrooptiskais modulatorspamatojoties uz saistītajiem elektroniskajiem materiāliem, sniedz jaunu ideju terahercu intelektuālās vadības realizācijai. Šo darbu atbalstīja Nacionālā galveno pētniecības un attīstības programma, Nacionālais dabaszinātņu fonds un Anhui provinces Augsta magnētiskā lauka laboratorijas vadības fonds.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 8. augusts