Geçtiğimiz yıl, Çin Bilimler Akademisi, Hefei Fizik Bilimleri Enstitüsü Yüksek Manyetik Alan Merkezi'nde araştırmacı olan Sheng Zhigao'nun ekibi, sabit durum yüksek manyetik alan deney cihazına dayanan aktif ve akıllı bir terahertz elektro-optik modülatör geliştirdi. Araştırma, ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayınlandı.
Terahertz teknolojisi üstün spektral özelliklere ve geniş uygulama olanaklarına sahip olsa da, mühendislik uygulamaları terahertz malzemeleri ve terahertz bileşenlerinin geliştirilmesiyle hâlâ ciddi şekilde sınırlıdır. Bunlar arasında, terahertz dalgasının dış alan tarafından aktif ve akıllı kontrolü, bu alanda önemli bir araştırma alanıdır.
Terahertz çekirdek bileşenlerinin öncü araştırma yönünü hedefleyen araştırma ekibi, iki boyutlu malzeme grafene dayalı bir terahertz stres modülatörü [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], güçlü ilişkili oksite dayalı bir Terahertz geniş bant fotokontrollü modülatör [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)] ve fonon tabanlı yeni tek frekanslı manyetik kontrollü terahertz kaynağı [Advanced Science 9, 2103229(2021)] icat etti, ilişkili elektron oksit vanadyum dioksit filmi işlevsel katman olarak seçildi, çok katmanlı yapı tasarımı ve elektronik kontrol yöntemi benimsendi. Terahertz iletim, yansıma ve emilimin çok işlevli aktif modülasyonu elde edildi (Şekil a). Sonuçlar, geçirgenlik ve emiciliğe ek olarak, yansıtma ve yansıtma fazının da elektrik alanı tarafından aktif olarak düzenlenebileceğini, bu sayede yansıtma modülasyon derinliğinin %99,9'a, yansıma fazının ise ~180o modülasyona ulaşabileceğini göstermektedir (Şekil b). Daha da ilginci, akıllı terahertz elektriksel kontrolü sağlamak için araştırmacılar, yeni bir "terahertz - elektrik-terahertz" geri besleme döngüsüne sahip bir cihaz tasarladılar (Şekil c). Başlangıç koşullarındaki ve dış ortamdaki değişikliklerden bağımsız olarak, akıllı cihaz yaklaşık 30 saniye içinde ayarlanan (beklenen) terahertz modülasyon değerine otomatik olarak ulaşabilmektedir.
(a) Bir şematik diyagramıelektro optik modülatörVO2'ye dayalı
(b) uygulanan akımla geçirgenlik, yansıtıcılık, emicilik ve yansıma fazındaki değişiklikler
(c) akıllı kontrolün şematik diyagramı
Aktif ve akıllı bir terahertz'in geliştirilmesielektro-optik modülatörİlgili elektronik malzemelere dayanan bu çalışma, terahertz akıllı kontrolünün gerçekleştirilmesi için yeni bir fikir sunmaktadır. Bu çalışma, Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı, Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Anhui Eyaleti Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı Yönetim Fonu tarafından desteklenmiştir.
Gönderi zamanı: 08-Ağu-2023