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 deneysel cihazına dayanan aktif ve akıllı bir terahertz elektro-optik modülatör geliştirdi. Araştırma ACS Applied Materials & Interfaces'de yayınlandı.
Terahertz teknolojisi üstün spektral özelliklere ve geniş uygulama beklentilerine sahip olsa da, mühendislik uygulaması hala terahertz malzemeleri ve terahertz bileşenlerinin geliştirilmesiyle ciddi şekilde sınırlıdır. Bunlar arasında, terahertz dalgasının dış alan tarafından aktif ve akıllı kontrolü bu alanda önemli bir araştırma yönüdür.
Terahertz çekirdek bileşenlerinin keskin uçlu 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 iletimi, yansıması ve emiliminin çok işlevli aktif modülasyonu elde edildi (Şekil a). Sonuçlar, geçirgenlik ve emiciliğe ek olarak, yansıtıcılık ve yansıma fazının da elektrik alanı tarafından aktif olarak düzenlenebileceğini, bu durumda yansıtıcılık modülasyon derinliğinin %99,9'a ve yansıma fazının ~180o modülasyona ulaşabileceğini göstermektedir (Şekil b). Daha da ilginci, akıllı terahertz elektrik kontrolü elde etmek 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 saniyede ayarlanan (beklenen) terahertz modülasyon değerine otomatik olarak ulaşabilmektedir.
(a) Bir şematik diyagramelektro optik modülatörVO2'ye dayalı
(b) Etkili akımla geçirgenlik, yansıtıcılık, emicilik ve yansıma fazındaki değişiklikler
(c) akıllı kontrolün şematik diyagramı
Aktif ve akıllı bir terahertz'in geliştirilmesielektro-optik modülatörilişkili elektronik malzemelere dayalı terahertz akıllı kontrolünün gerçekleştirilmesi için yeni bir fikir sağlar. Bu çalışma Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı, Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Anhui Eyaleti Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı Yönlendirme Fonu tarafından desteklenmiştir.
Gönderi zamanı: 08-Ağu-2023