HgCdTe发出了太赫兹波在线赌场网址大全,开发出了一种基于石墨烯的太赫兹探测器

新设备实际上也是尺寸仅为几微米的太赫兹光谱仪,可通过电压调谐控制谐振频率。此外,它还可用于基础研究:在不同频率与电子密度下测量探测器中的电流,展示出了等离激元的特性。

但完成这种探测器比预期更难。原因在于:在大多数半导体资猜中,因为电子与杂质的碰撞,等离激元会快速衰减。石墨烯被认为可解决问题,但其还不够洁净。

但CVD目前是最适合扩大设备生产的技术,俄罗斯物理学家开始测试这种商业级石墨烯是否足以激发太赫兹等离子体共振,这将使它成为t波探测器的有效材料。事实上,cvd生产的石墨烯薄膜并不均匀。像多晶体一样,它由许多合并的颗粒组成。每一个都是一个有序区域,具有完全对称的原子图案。研究合作者、MIPT研究生Elena Titova说:晶界和缺陷使得研究这种石墨烯远非易事。

研究人员在实验中观察到,施加电流时,HgCdTe发出了太赫兹波。通过调节一个强度仅200毫特斯拉的外加磁场,研究人员能够在1——2太赫兹内改变发射波的频率。Winnerl说:“这还不是一种激光,但它很像太赫兹LED。尽管会颇费周折,但我们应该将其扩展到激光领域。”下一阶段,除考虑拓展问题外,研究人员还需要克服低温冷却的限制,以使该技术更具实际价值。

但实现这种探测器比预期更难。原因在于:在大多数半导体材料中,由于电子与杂质的碰撞,等离激元会快速衰减。石墨烯被认为可解决问题,但其还不够洁净。

1996年,科学家提出了一个解决办法:将入射波能量压缩到与检测器巨细相当的体积内。为此,探测器资料需求支撑特种“紧凑波”——所谓的等离激元。从理论上来说,在波的谐振下,这种探测器的功率会得到进一步提升。

博科园|研究/来自:莫斯科物理科学与技术学院

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科技日报北京12月25日电 据俄罗斯莫斯科物理技术学院官网近日报道,来自俄罗斯、英国、日本、意大利的科学家团队,开发出了一种基于石墨烯的太赫兹探测器。新设备既可充当灵敏的探测器,也可作为工作频率在太赫兹范围的光谱仪使用。

在最新研究中,科学家解决了这个问题。他们制造了一个光电探测器,由封装在氮化硼晶体之间的双层石墨烯组成,并与太赫兹天线发生耦合。在这个“三明治”结构中,杂质被逐出石墨烯薄片之外,使等离激元更自由地传达。被金属铅束缚住的石墨烯片形成了一种等离激元谐振器,而石墨烯的双层结构使波速可在一个宽规模内调谐。

该团队花了一年多时间,在该研究所的共享研究设施中心掌握了CVD石墨烯的工作。与此同时,实验室理论部门的同事们确信不会观察到等离子体共振。原因是共振可见性是由所谓的质量因子决定,也就是说,在电子遇到晶格缺陷之前,电场经过了多少周期。理论估计,由于CVD石墨烯中经常发生电子缺陷碰撞,Q因子非常低。也就是石墨烯中的高电子迁移率不是由于电子碰撞不频繁,而是由于电子质量低,从而使它们能够快速加速到高速。

文章来源:科技工作者

1996年,科学家提出了一个解决办法:将入射波能量压缩到与检测器大小相当的体积内。为此,探测器材料需要支持特种“紧凑波”——所谓的等离激元。从理论上来说,在波的谐振下,这种探测器的效率会得到进一步提升。

图片来历:MIPT官网

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因此,研究人员们尝试了一种常用于高灵敏度热成像相机的材料:由汞、镉和碲组成的重金属合金。HgCdTe的特点是研究人员可以非常精确地控制汞、镉和碲的含量,进而使“带隙”的调整成为可能。HgCdTe的性质与石墨烯相似,但不存在强俄歇散射的问题。Winnerl说:“简单地说,电子无法找到其他能吸收适当能量的电子,只能以科学家们想要的方式释放能量,产生太赫兹辐射。”

“三合一”石墨烯基太赫兹探测器问世

据俄罗斯莫斯科物理技术学院官网近来报导,来自俄罗斯、英国、日本、意大利的科学家团队,开发出了一种根据石墨烯的太赫兹探测器。新设备既可充当灵敏的探测器,也可作为工作频率在太赫兹规模的光谱仪运用。

参考期刊《物理评论应用》

太赫兹波和光都是电磁辐射,其频率介于微波和红外辐射之间。两者的特殊性质具有重大的技术和科学意义:基础研究人员可借此研究晶格振荡和自旋波的传播。HZDR研究人员Stephan Winnerl解释说:“太赫兹波还可以穿透许多不透明的物质,例如衣服、塑料和纸张。”目前,太赫兹扫描仪已作为有害的X射线扫描仪的替代品用于机场安检,以检测乘客是否将危险品藏匿于衣服中。由于太赫兹波的频率比无线电波高,它在数据传输领域也有潜在应用价值。以无线局域网技术为例,其工作频率为2——5千兆赫,而太赫兹的工作频率高出上千倍。Winnerl说:“虽然太赫兹波的研究取得了一些进展,但波的产生仍然是一个巨大的挑战。如何制造紧凑、强大且可调谐的太赫兹激光是困扰科学家们的难题。”

论文合著者之一、莫斯科物理技术学院光电二维材料实验室负责人多米特瑞·斯凡特斯弗表示:“所有这些设备之前都有,但我们将同样的功能打包到了十多立方微米的体积中。”

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不幸的是,机械剥落法生产的石墨烯薄片直径只有几微米,需要几个月的时间才能生产出来,而且对于串行设备设计来说,成本太高。有一种更简单、可扩展的石墨烯合成替代技术,称为化学气相沉积。它包括在一个特殊的熔炉中分解气体——通常是甲烷、氢气和氩的混合物。该过程导致石墨烯薄膜在铜或镍基板上形成。由此得到的石墨烯比机械剥落的石墨烯具有更差的特性和更多缺陷。

8月20日消息,对于特殊辐射源来说,“Landau-level激光”是一种令人兴奋的概念。它可能可以高效地产生太赫兹波,用于材料穿透和数据传输。然而,此前几乎所有的太赫兹波激光的尝试都以失败告终。eurekalert.org网站报道,由德国海尔霍兹德累斯顿研究中心带领的国际研究团队朝着制造太赫兹波激光的正确方向迈出了重要一步。相关研究成果发布于《自然·光子学》杂志。

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