Kidhibiti cha electro-optic chenye akili kinachofanya kazi kimetengenezwa kwa mafanikio

Mwaka jana, timu ya Sheng Zhigao, mtafiti katika Kituo cha Uga wa Sumaku wa Juu cha Taasisi ya Sayansi ya Fizikia ya Hefei, Chuo cha Sayansi cha China, ilitengeneza modulator ya elektroni-optic inayofanya kazi na yenye akili inayotegemea kifaa cha majaribio cha uga wa sumaku wa juu wa hali thabiti. Utafiti huo umechapishwa katika ACS Applied Materials & Interfaces.

Ingawa teknolojia ya terahertz ina sifa bora za spektrali na matarajio mapana ya matumizi, matumizi yake ya uhandisi bado yanazuiwa sana na maendeleo ya vifaa vya terahertz na vipengele vya terahertz. Miongoni mwao, udhibiti hai na wa busara wa wimbi la terahertz kwa kutumia uwanja wa nje ni mwelekeo muhimu wa utafiti katika uwanja huu.

Kwa lengo la mwelekeo wa utafiti wa kisasa wa vipengele vya msingi vya terahertz, timu ya utafiti imevumbua kidhibiti mkazo cha terahertz kulingana na graphene ya nyenzo yenye pande mbili [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], kidhibiti kinachodhibitiwa na mtandao mpana wa Terahertz kulingana na oksidi inayohusiana sana [ACS Appl. Mater. Inter. 12, Baada ya 48811(2020)] na chanzo kipya cha terahertz kinachodhibitiwa na sumaku kimoja kinachotegemea fonetiki [Advanced Science 9, 2103229(2021)], filamu inayohusiana ya oksidi ya vanadium dioxide ya elektroni huchaguliwa kama safu inayofanya kazi, muundo wa muundo wa tabaka nyingi na mbinu ya udhibiti wa kielektroniki hutumika. Ubadilishaji wa utendaji kazi wa upitishaji, tafakari na ufyonzaji wa terahertz unafanikiwa (Mchoro a). Matokeo yanaonyesha kwamba pamoja na upitishaji na unyonyaji, awamu ya kuakisi na kuakisi inaweza pia kudhibitiwa kikamilifu na uwanja wa umeme, ambapo kina cha urekebishaji wa kuakisi kinaweza kufikia 99.9% na awamu ya kuakisi inaweza kufikia ~180o moduli (Mchoro b). Cha kufurahisha zaidi, ili kufikia udhibiti wa umeme wa terahertz wenye akili, watafiti walibuni kifaa chenye kitanzi kipya cha maoni cha "terahertz - electric-terahertz" (Mchoro c). Bila kujali mabadiliko katika hali ya kuanzia na mazingira ya nje, kifaa mahiri kinaweza kufikia kiotomatiki thamani ya urekebishaji wa terahertz iliyowekwa (inayotarajiwa) katika takriban sekunde 30.

(a) Mchoro wa kimfumo wamodifier ya optiki ya umemekulingana na VO2

(b) mabadiliko ya upitishaji, uakisi, ufyonzaji na awamu ya uakisi kwa mkondo uliovutiwa

(c) mchoro wa kimchoro wa udhibiti wa akili

Ukuzaji wa terahertz inayofanya kazi na yenye akilimodifier ya elektroni-optikiKulingana na nyenzo za kielektroniki zinazohusiana hutoa wazo jipya kwa ajili ya utambuzi wa udhibiti wa akili wa terahertz. Kazi hii iliungwa mkono na Programu ya Kitaifa ya Utafiti na Maendeleo Muhimu, Wakfu wa Kitaifa wa Sayansi ya Asili na Mfuko wa Miongozo ya Maabara ya Uwanda wa Sumaku wa Mkoa wa Anhui.