Πέρυσι, η ομάδα του Sheng Zhigao, ερευνητή στο Κέντρο Υψηλού Μαγνητικού Πεδίου του Ινστιτούτου Φυσικών Επιστημών Hefei, της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, ανέπτυξε έναν ενεργό και έξυπνο ηλεκτροοπτικό διαμορφωτή terahertz βασιζόμενος στο πειραματικό υψηλού μαγνητικού πεδίου σταθερής κατάστασης συσκευή. Η έρευνα δημοσιεύεται στο ACS Applied Materials & Interfaces.
Αν και η τεχνολογία terahertz έχει ανώτερα φασματικά χαρακτηριστικά και ευρείες προοπτικές εφαρμογής, η μηχανική της εφαρμογή εξακολουθεί να περιορίζεται σοβαρά από την ανάπτυξη υλικών terahertz και εξαρτημάτων terahertz. Μεταξύ αυτών, ο ενεργός και έξυπνος έλεγχος του κύματος terahertz από εξωτερικό πεδίο είναι μια σημαντική ερευνητική κατεύθυνση σε αυτόν τον τομέα.
Με στόχο την ερευνητική κατεύθυνση αιχμής των εξαρτημάτων πυρήνα terahertz, η ερευνητική ομάδα έχει εφεύρει έναν διαμορφωτή τάσης terahertz που βασίζεται στο δισδιάστατο υλικό γραφένιο [Adv. Οπτικό υλικό. 6, 1700877(2018)], ένας φωτοελεγχόμενος ευρυζωνικός διαμορφωτής Terahertz που βασίζεται στο ισχυρά συνδεδεμένο οξείδιο [ACS Appl. Μητήρ. Ενταφιάζω. 12, Μετά το 48811(2020)] και τη νέα πηγή terahertz με ελεγχόμενη με μαγνητική μονή συχνότητα βασισμένη σε φωνόνια [Advanced Science 9, 2103229(2021)], το σχετικό φιλμ διοξειδίου του βαναδίου οξειδίου ηλεκτρονίων επιλέγεται ως λειτουργική στιβάδα, δομή πολλαπλών στρώσεων υιοθετείται ο σχεδιασμός και η μέθοδος ηλεκτρονικού ελέγχου. Επιτυγχάνεται πολυλειτουργική ενεργή διαμόρφωση μετάδοσης, ανάκλασης και απορρόφησης terahertz (Εικόνα α). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι εκτός από τη διαπερατότητα και την απορροφητικότητα, η φάση ανακλαστικότητας και ανάκλασης μπορούν επίσης να ρυθμιστούν ενεργά από το ηλεκτρικό πεδίο, στο οποίο το βάθος διαμόρφωσης ανακλαστικότητας μπορεί να φτάσει το 99,9% και η φάση ανάκλασης μπορεί να φτάσει τη διαμόρφωση ~180o (Εικόνα β). . Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι για να επιτύχουν έξυπνο ηλεκτρικό έλεγχο terahertz, οι ερευνητές σχεδίασαν μια συσκευή με έναν νέο βρόχο ανάδρασης «terahertz – electric-terahertz» (Εικόνα γ). Ανεξάρτητα από τις αλλαγές στις συνθήκες εκκίνησης και στο εξωτερικό περιβάλλον, η έξυπνη συσκευή μπορεί να φτάσει αυτόματα την καθορισμένη (αναμενόμενη) τιμή διαμόρφωσης terahertz σε περίπου 30 δευτερόλεπτα.
(α) Σχηματικό διάγραμμα ανηλεκτροοπτικός διαμορφωτήςμε βάση το VO2
(β) αλλαγές της μετάδοσης, της ανακλαστικότητας, της απορρόφησης και της φάσης ανάκλασης με εντυπωμένο ρεύμα
(γ) σχηματικό διάγραμμα ευφυούς ελέγχου
Η ανάπτυξη ενός ενεργού και ευφυούς terahertzηλεκτρο-οπτικός διαμορφωτήςμε βάση τα σχετικά ηλεκτρονικά υλικά παρέχει μια νέα ιδέα για την υλοποίηση του ευφυούς ελέγχου terahertz. Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Πρόγραμμα Έρευνας και Ανάπτυξης κλειδιού, το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών και το Ταμείο Κατεύθυνσης Εργαστηρίου Υψηλού Μαγνητικού Πεδίου της επαρχίας Ανχούι.
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-08-2023