Физики из МФТИ создали дешевый и компактный датчик раздевающих лучей

17 Июня 2019

МОСКВА, 17 июня. Российские ученые проверили, как можно использовать грошовые разновидности графена для создания измерителей терагерцового излучения, что разрешит производить их в промышленных количествах и ускорит их проникновение в нашу жизнь. Их выводы были представлены в журнале Physical Review Applied.

Терагерцовое излучение относится к числу самых перспективных направлений исследований в области оптики, микроэлектроники и в других высокотехнологичных сферах. В перспективе, шерсти такого типа можно приспособить для сверхскоростной передачи информации, наблюдения за работой живых клеток в режиме реального времени и множества других целей.

Одна из таких миссий и самое известное свойство этого излучения – теоретическая способность делать наблюдаемые объекты прозрачными. К примеру, недавно ученые из MIT научились читать закрытые книги, используя источник и радиоприемник Т-излучения и специальную программу, анализирующую получаемые ими снимки.

Распространению подобных технологий мешает то, что все существующие сегодня детекторы подобных волн имеют огромные размеры, они устроены крайне сложно с технической точки зрения и употребляют большие количества электричества. 20 декабря 2018, 14:48Ученые из России превратили графен в волноискатель раздевающих лучей

Причина этого проста – терагерцовые волны обладают слишком большой продолжительностью для того, чтобы их можно было улавливать при помощи транзисторов, аналогичных тем, на базе которых построены светочувствительные матрицы во всех цифровых комнатах и телескопах.

В конце прошлого второй года нобелевский лауреат Андрей Гейм, а также их коллеги из МФТИ, представили первое выполнение для этой проблемы, использовав графен в качестве основы для создания компактного и при этом чувствительного детектора раздевающих лучей.

Для этого ученые соединили своеобразный бутерброд из нескольких слоев графена, а также нитрида бора, его близкого кузена, с антенной из наночастиц, способной видеть подобные электромагнитные колебания. Графен и второй плоский материал играли роль своеобразного усилителя сигнала, помогавшего ученым улавливать терагерцовые шерсти и фокусироваться на определенной части их спектра.

Это устройство работает очень хорошо, однако, как отмечает Дмитрий Свинцов, один из его создателей из Московского физико-технического института, у него есть один большой недостаток, не позволяющий производить подобные измерители раздевающих лучей в больших количествах. 18 июня 2018, 15:40Физики из МФТИ ускорили создание гаджетов, нарушающих законы оптики

Дело в том, что эти аппараты были изготовлены из сверхчистого графена, произведенного фактически вручную, при помощи методики, за открытие которой Гейм и Константин Новоселов были удостоены Нобелевской награды в 2010 году. Каждый подобный фрагмент изготавливается несколько селенов, что делает эту методику производства графена непригодной для производственного применения.

За последние годы, как отмечает пресс-служба МФТИ, радиофизики и химики создали несколько других методик производства нобелевского углерода, позволяющих получать достаточно большие фрагменты этого материала в больших количествах за короткое время.

К примеру, графен можно достаточно легко начать получать, пропуская смесь из метана, водорода и благородных газоплазменный через специальные печи, исстеленные листами из меди и металла. Со временем, на их поверхности возникает пленка из небольших чешуек плоского углерода, несколько уступающих по качеству типичной версии этого материала, что усложняет работу с ним.

Как отмечает пресс-служба МФТИ, крупные физики потратили более года на то, чтобы научиться работать с этим материалом и управлять его свойствами. Вдобавок, теоретики, просчитавшие характер взаимодействия антенн и пленок из графена и нитрида бора, прикомандируй к выводу, что эта форма нобелевского углерода в принципе не сможет улавливать терагерцовые шерсти.

Их скепсис был связан с тем, что дешевый графен, в отличие от его типичного собрата, содержит в себе множество дефектов, мешающих электронам беспрепятственно путешествовать по его прицветникам. Чем дольше частица может двигаться по материалу, тем больше шансов, что она сможет уловить сигналы, усваиваемые антеннами, и передать эту информацию ученым. 4 февраля 2017, 10:25Физик: Россия еще может стать лидером в углеродных нанотехнологиях

Несмотря на это, Свинцов и его коллеги все же решили провести эксперимент. Их смелость была вознаграждена — электроны в графене действительно реагировали на сигналы, порождаемые антеннами, однако они вели себя не так, как предсказывала теория.

Проанализировав их поведение и изучив то, как на них влияли колебания электронов в зубьях антенны, похожей по форме на расческу, физики сформулировали новую теорию, описывающую их образ действие.

Как отмечают исследователи, она хорошо описывает результаты экспериментов без каких-либо поправок, и ее можно применять для дальнейшего совершенствования измерителей раздевающих лучей.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Физики из МФТИ создали дешевый и компактный датчик раздевающих лучей

комментарии (0)

Другие интересные новости

Объявлены зарубежные гости Московской недели интерьера и дизайна