Moduli amilifu ya terahertz ya kielektroniki ya macho imetengenezwa kwa mafanikio

Mwaka jana, timu ya Sheng Zhigao, mtafiti katika Kituo cha Uga wa Juu wa Sumaku cha Taasisi ya Sayansi ya Fizikia ya Hefei, Chuo cha Sayansi cha China, ilitengeneza moduli amilifu na yenye akili ya terahertz ya kielektroniki ya macho inayotegemea kifaa cha majaribio cha uga wa juu wa hali ya utulivu. Utafiti umechapishwa katika Nyenzo na Violesura Vilivyotumika vya ACS.

Ingawa teknolojia ya terahertz ina sifa za hali ya juu na matarajio ya utumizi mpana, matumizi yake ya uhandisi bado yana mipaka ya uundaji wa nyenzo za terahertz na vijenzi vya terahertz. Miongoni mwao, udhibiti wa kazi na wa akili wa wimbi la terahertz na uwanja wa nje ni mwelekeo muhimu wa utafiti katika uwanja huu.

Ikilenga mwelekeo wa kisasa wa utafiti wa vipengee vya msingi vya terahertz, timu ya utafiti imevumbua moduli ya mkazo ya terahertz kulingana na graphene ya nyenzo zenye pande mbili [Adv. Mater ya macho. 6, 1700877(2018)], kibadilishaji kidhibiti cha picha cha bendi pana ya Terahertz kulingana na oksidi inayohusishwa sana [ACS Appl. Mater. Inter. 12, Baada ya 48811(2020)] na chanzo kipya cha terahertz chenye msingi wa phononi kinachodhibitiwa na sumaku-frequency moja [Sayansi ya Juu 9, 2103229(2021)], filamu inayohusishwa ya oksidi ya vanadium ya oksidi ya oksidi huchaguliwa kama safu ya kazi, muundo wa safu nyingi na njia ya udhibiti wa kielektroniki hupitishwa. Urekebishaji wa kazi nyingi wa maambukizi ya terahertz, kutafakari na kunyonya hupatikana (Mchoro a). Matokeo yanaonyesha kuwa pamoja na upitishaji na ufyonzaji, awamu ya kutafakari na kutafakari inaweza pia kudhibitiwa kikamilifu na uwanja wa umeme, ambapo kina cha moduli ya kutafakari kinaweza kufikia 99.9% na awamu ya kutafakari inaweza kufikia ~ 180o modulation (Kielelezo b). Cha kufurahisha zaidi, ili kufikia udhibiti wa umeme wa terahertz wenye akili, watafiti walitengeneza kifaa kilicho na riwaya ya "terahertz - electric-terahertz" kitanzi cha maoni (Mchoro c). Bila kujali mabadiliko katika hali ya kuanzia na mazingira ya nje, kifaa mahiri kinaweza kufikia kiotomatiki thamani ya moduli ya terahertz iliyowekwa (inayotarajiwa) katika sekunde 30 hivi.

(a) Mchoro wa mpangilio wamoduli ya macho ya elektronikulingana na VO2

(b) mabadiliko ya upitishaji, uakisi, ufyonzwaji na awamu ya kuakisi kwa mkondo unaovutia

(c) mchoro wa mpangilio wa udhibiti wa akili

Ukuzaji wa terahertz hai na yenye akilimoduli ya electro-optickulingana na nyenzo zinazohusiana za elektroniki hutoa wazo jipya la utambuzi wa udhibiti wa akili wa terahertz. Kazi hii iliungwa mkono na Mpango Muhimu wa Kitaifa wa Utafiti na Maendeleo, Wakfu wa Kitaifa wa Sayansi ya Asili na Mfuko wa Mwelekeo wa Maabara ya Uga wa Magnetic wa Mkoa wa Anhui.