בשנה שעברה, הצוות של שנג ז'יגאו, חוקר במרכז השדה המגנטי הגבוה של מכון חפיי למדעי הפיזיקה, האקדמיה הסינית למדעים, פיתח מאפנן אלקטרו-אופטי Terahertz פעיל וחכם המסתמך על שדה מגנטי גבוה במצב יציב. התקן.המחקר פורסם ב-ACS Applied Materials & Interfaces.
למרות שלטכנולוגיית terahertz יש מאפיינים ספקטרליים מעולים ואפשרויות יישום רחבות, היישום ההנדסי שלה עדיין מוגבל ברצינות על ידי פיתוח חומרים של terahertz ורכיבי terahertz.ביניהם, השליטה הפעילה והמושכלת של גלי טרה-הרץ לפי שדה חיצוני היא כיוון מחקרי חשוב בתחום זה.
מתוך כוונה לכיוון המחקר החדשני של רכיבי ליבת טרה-הרץ, צוות המחקר המציא מאפנן מתח טרה-הרץ המבוסס על החומר הדו-ממדי גרפן [עו"ד.חומר אופטי.6, 1700877(2018)], מאפנן פוטו מבוקר פס רחב של Terahertz המבוסס על התחמוצת הקשורה חזק [ACS Appl.מאטר.בֵּין.12, לאחר 48811(2020)] ומקור טרה-הרץ חדש בעל תדר בודד המבוסס על פונון [Advanced Science 9, 2103229(2021)], סרט תחמוצת האלקטרון המשויך ונדיום דו-חמצני נבחר כשכבה הפונקציונלית, מבנה רב-שכבתי עיצוב ושיטת בקרה אלקטרונית מאומצים.מושגת אפנון פעיל רב תכליתי של שידור, השתקפות וספיגה של טרה-הרץ (איור א).התוצאות מראות כי בנוסף לשידור ולספיגה, ניתן לווסת את שלב ההשתקפות וההשתקפות באופן אקטיבי גם על ידי השדה החשמלי, שבו עומק אפנון ההשתקפות יכול להגיע ל-99.9% ושלב ההשתקפות יכול להגיע ל-~180o אפנון (איור ב). .מעניין יותר, כדי להשיג בקרה חשמלית חכמה של terahertz, החוקרים תכננו מכשיר עם לולאת משוב חדשנית "terahertz - electric-terahertz" (איור ג').ללא קשר לשינויים בתנאי ההתנעה ובסביבה החיצונית, המכשיר החכם יכול להגיע אוטומטית לערך אפנון הטרה-הרץ המוגדר (הצפוי) תוך כ-30 שניות.
(א) תרשים סכמטי של אאפנן אלקטרו אופטימבוסס על VO2
(ב) שינויים של שידור, רפלקטיביות, ספיגה ושלב השתקפות עם זרם מושפע
(ג) תרשים סכמטי של בקרה חכמה
פיתוח תרחץ פעיל ואינטליגנטיאפנן אלקטרו-אופטימבוסס על חומרים אלקטרוניים קשורים מספק רעיון חדש למימוש בקרה חכמה של terahertz.עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית המפתח הלאומית למחקר ופיתוח, הקרן הלאומית למדעי הטבע והקרן לכיוון מעבדת שדה מגנטי גבוה של מחוז אנהוי.
זמן פרסום: אוגוסט-08-2023