Viime vuonna Kiinan tiedeakatemian Hefein fysikaalisten tieteiden instituutin korkean magneettikentän keskuksen tutkijan Sheng Zhigaon ryhmä kehitti aktiivisen ja älykkään terahertsisähköoptisen modulaattorin, joka perustuu vakaan tilan korkean magneettikentän kokeelliseen toimintaan. laite. Tutkimus on julkaistu ACS Applied Materials & Interfaces -lehdessä.
Vaikka terahertsiteknologialla on erinomaiset spektriominaisuudet ja laajat sovellusmahdollisuudet, sen tekninen sovellus on edelleen vakavasti rajoitettu terahertsimateriaalien ja terahertsikomponenttien kehityksen vuoksi. Niistä terahertsiaallon aktiivinen ja älykäs ohjaus ulkopuolisella kentällä on tärkeä tutkimussuunta tällä alalla.
Tavoitteena terahertsiydinkomponenttien huippututkimussuuntaa, tutkimusryhmä on keksinyt terahertsijännitysmodulaattorin, joka perustuu kaksiulotteiseen materiaaliin grafeeniin [Adv. Optinen materiaali. 6, 1700877(2018)], Terahertzin laajakaistainen valoohjattu modulaattori, joka perustuu vahvasti siihen liittyvään oksidiin [ACS Appl. Mater. Inter. 12, 48811(2020)] ja fononipohjaisen uuden yksitaajuisen magneettiohjatun terahertsilähteen [Advanced Science 9, 2103229(2021)] jälkeen siihen liittyvä elektronioksidi-vanadiinidioksidikalvo valitaan toiminnalliseksi kerrokseksi, monikerroksiseksi rakenteeksi. suunnittelu ja elektroninen ohjausmenetelmä otetaan käyttöön. Saavutetaan monitoiminen aktiivinen terahertsilähetyksen, heijastuksen ja absorption modulointi (kuva a). Tulokset osoittavat, että läpäisevyyden ja absorptiokyvyn lisäksi heijastus- ja heijastusvaihetta voidaan säädellä aktiivisesti myös sähkökentällä, jossa heijastavuuden modulaatiosyvyys voi olla 99,9 % ja heijastusvaihe ~180o modulaatio (kuva b) . Mielenkiintoisempaa on, että älykkään terahertsin sähköohjauksen saavuttamiseksi tutkijat suunnittelivat laitteen, jossa on uusi "terahertsi - sähkö-terahertsi" takaisinkytkentäsilmukka (kuva c). Käynnistysolosuhteiden ja ulkoisen ympäristön muutoksista huolimatta älylaite saavuttaa automaattisesti asetetun (odotetun) terahertsimodulaatioarvon noin 30 sekunnissa.
(a) Kaaviokuva ansähköoptinen modulaattoriVO2:n perusteella
(b) läpäisykyvyn, heijastavuuden, absorptiokyvyn ja heijastusvaiheen muutokset vaikuttavalla virralla
(c) kaavio älykkäästä ohjauksesta
Aktiivisen ja älykkään terahertsin kehittäminensähköoptinen modulaattoriniihin liittyviin elektronisiin materiaaleihin perustuva tarjoaa uuden idean terahertsisen älykkään ohjauksen toteuttamiseen. Tätä työtä tukivat kansallinen tutkimus- ja kehitysohjelma, National Natural Science Foundation ja Anhuin maakunnan High Magnetic Field Laboratory Direction Fund -rahasto.
Postitusaika: 08.08.2023