Tavaly Sheng Zhigao, a Kínai Tudományos Akadémia Hefei Fizikai Tudományok Intézetének Nagy Mágneses Tér Központjának kutatócsoportja egy aktív és intelligens terahertzes elektrooptikai modulátort fejlesztett ki, amely az állandósult állapotú nagy mágneses tér kísérleti eszközére támaszkodik. A kutatás az ACS Applied Materials & Interfaces című folyóiratban jelent meg.
Bár a terahertzes technológia kiváló spektrális jellemzőkkel és széleskörű alkalmazási lehetőségekkel rendelkezik, mérnöki alkalmazását továbbra is komolyan korlátozza a terahertzes anyagok és terahertzes alkatrészek fejlesztése. Ezek közül a terahertzes hullámok külső térrel történő aktív és intelligens szabályozása fontos kutatási irány ezen a területen.
A terahertzes magkomponensek élvonalbeli kutatási irányát célozva a kutatócsoport feltalált egy terahertzes feszültségmodulátort, amely a kétdimenziós grafén anyagon alapul [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], egy terahertzes szélessávú fotovezérelt modulátort, amely az erősen asszociált oxidon alapul [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)], és egy fonon alapú új, egyfrekvenciás, mágneses vezérlésű terahertzes forrást [Advanced Science 9, 2103229(2021)], a kapcsolódó elektron-oxid vanádium-dioxid filmet funkcionális rétegként választották, és többrétegű szerkezeti kialakítást és elektronikus vezérlési módszert alkalmaztak. A terahertzes átvitel, visszaverődés és abszorpció multifunkcionális aktív modulációját érték el (a. ábra). Az eredmények azt mutatják, hogy az áteresztőképesség és az abszorpció mellett a reflexió és a reflexiós fázis is aktívan szabályozható az elektromos térrel, amelyben a reflexiós modulációs mélység elérheti a 99,9%-ot, a reflexiós fázis pedig a ~180o-os modulációt (b. ábra). Még érdekesebb, hogy az intelligens terahertzes elektromos vezérlés eléréséhez a kutatók egy újszerű „terahertz – elektromos-terahertz” visszacsatolási hurokkal rendelkező eszközt terveztek (c. ábra). A kezdeti feltételek és a külső környezet változásaitól függetlenül az intelligens eszköz automatikusan eléri a beállított (elvárt) terahertzes modulációs értéket körülbelül 30 másodperc alatt.
(a) Egy vázlatos rajzaelektrooptikai modulátorVO2 alapján
(b) az áteresztőképesség, a visszaverődés, az abszorpció és a visszaverődési fázis változásai a ráeső áram hatására
(c) az intelligens vezérlés vázlatos rajza
Egy aktív és intelligens terahertz kifejlesztéseelektrooptikai modulátorA kapcsolódó elektronikus anyagokon alapuló új ötletet kínál a terahertzes intelligens vezérlés megvalósításához. Ezt a munkát a Nemzeti Kulcsfontosságú Kutatási és Fejlesztési Program, a Nemzeti Természettudományi Alapítvány és az Anhui tartomány Nagy Mágneses Tér Laboratóriumi Irányító Alapja támogatta.
Közzététel ideje: 2023. augusztus 8.