20 Декабря 2018
МОСКВА, 20 декабря. Нобелевский лауреат Андрей Гейм и его коллеги из МФТИ создали маленький детектор терагерцовых волн на центре графена, который можно легко встроить в мобильный телефон или компьютерный чип. Принципы его работы и связанные с ним неожиданные открытия были представлены в журнале Nature Communications.Наш детектор является, по сути, компактным спектрометром терагерцового излучения, — по его сигналу можно узнать не только интенсивность света, но и его частоту. В лабораторских спектрометрах это достигается путем перемещения зеркал. Здесь же узел имеет размер в несколько микрон, – объясняет Георгий Федоров из Московского Физтеха.
Терагерцовое излучение относится к числу самых перспективных направлений исследований в области оптики, микроэлектроники и в других высокотехнологичных зонах. В перспективе, волны такого типа можно приспособить для сверхскоростной передачи информации, наблюдения за работой живых клеток в режиме реального времени и множества других целей.
Одна из таких целей и самое известное свойство этого излучения – теоретическая способность делать наблюдаемые объекты прозрачными. К образцу, недавно ученые из MIT научились читать закрытые книги, используя источник и приемник Т-излучения и специальную программу, анализирующую получаемые ими снимки.
Распространению подобных технологий, по словам Федорова и его коллег, мешает то, что все существующие сегодня волноискатели подобных волн имеют огромные размеры, они устроены крайне мудрёного с технической точки зрения и потребляют большие количества электричества.
Причина этого начальная – терагерцовые волны обладают слишком большой длиной для того, чтобы их можно было видеть при помощи транзисторов, подобных тем, на базе которых построены светочувствительные матрицы во всех цифровых камерах и телескопах.
Ученые достаточно давно пытались преодолеть эту проблему, используя так называемые плазмонные голосники – наборы из микроскопических ломтиков металлов, кремния или других веществ, покрывающих поверхность другого материала.
Подобные конструкции преобразуют свет, пленочное излучение или прочие типы магнитоэлектрических волн в другие типы колебаний, а затем переизлучают его в виде порций фотонов с другими свойствами или преобразуют в импульсы электричества.
Первые попытки создать плазмонные устройства, взаимодействующие с раздевающими лучами, закончились неудачно. Их работе мешали различные помехи и процессы внутри подобных резонаторов, гасившие коллективные колебания электронов, возникавшие внутри них при поглощении Т-лучей.
Федоров и его коллеги захотели эту проблему, научившись растить подобные структуры на поверхности графена – абсолютно плоского углеродного материала, за создание которого Андрей Гейм и Константин Новоселов разузнали Нобелевскую премию 2010 года.
Электроны внутри графена, как объясняют физики, могут двигаться с рекордно дорогой скоростью, почти не сталкиваясь с препятствиями. Это натолкнуло их на мысль, что данный материал можно использовать в качестве базы для резонаторов, способных поглощать раздевающие лучи.
Они успешно реализовали эту идею, подключив антенну, способную улавливать терагерцовые волны, к транзистору, запущенному из двух пленок из нитрида бора, еще одного плоского материала, и двойного слоя графена, упакованного между ними.
Колебания сплавов, возникающие внутри резонатора, будут влиять на то, как электричество движется через портал и выход этого транзистора. Это, как показали опыты Гейма и его коллег, позволяет не только видеть Т-лучи, но и настраиваться на отдельную часть их спектра, меняя напряжение на затворе триода.
Это же свойство их детища, по словам физиков, позволяет использовать его для обратной цели – изучения свойств плазмонных резонаторов и принципов их работы. Первые же опыты раскрыли несколько нежданных и крайне интересных вещей.
Эксперимент показывает, что преобразование терагерцового излучения в постоянный ток идет не совсем по предсказанным законам. Поначалу это огорчает, но затем заставляет нас искать подводные камни, приводящие к затуханию плазмонов. Некоторые из них мы уже обнаружили. Когда их удастся устранить, спектр внедрений этих детекторов станет еще шире, — заключает Дмитрий Свинцов, коллега Федорова.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....