Tahun lepas, pasukan Sheng Zhigao, seorang penyelidik di Pusat Medan Magnet Tinggi Institut Sains Fizikal Hefei, Akademi Sains China, membangunkan modulator elektro-optik terahertz yang aktif dan pintar bergantung pada eksperimen medan magnet tinggi keadaan mantap. peranti. Penyelidikan ini diterbitkan dalam ACS Applied Materials & Interfaces.
Walaupun teknologi terahertz mempunyai ciri spektrum yang unggul dan prospek aplikasi yang luas, aplikasi kejuruteraannya masih dihadkan secara serius oleh pembangunan bahan terahertz dan komponen terahertz. Antaranya, kawalan aktif dan pintar gelombang terahertz oleh medan luaran merupakan hala tuju penyelidikan yang penting dalam bidang ini.
Bertujuan kepada hala tuju penyelidikan termaju bagi komponen teras terahertz, Pasukan penyelidik telah mencipta modulator tegasan terahertz berdasarkan graphene bahan dua dimensi [Adv. Mater Optik. 6, 1700877(2018)], modulator terkawal foto jalur lebar Terahertz berdasarkan oksida berkait kuat [ACS Appl. Mater. Inter. 12, Selepas 48811(2020)] dan sumber terahertz terkawal magnetik frekuensi tunggal berasaskan fonon [Sains Lanjutan 9, 2103229(2021)], filem vanadium dioksida elektron oksida yang berkaitan dipilih sebagai lapisan berfungsi, struktur berbilang lapisan reka bentuk dan kaedah kawalan elektronik diguna pakai. Modulasi aktif pelbagai fungsi penghantaran terahertz, pantulan dan penyerapan dicapai (Rajah a). Keputusan menunjukkan bahawa sebagai tambahan kepada pemancaran dan penyerapan, fasa pemantulan dan pantulan juga boleh dikawal secara aktif oleh medan elektrik, di mana kedalaman modulasi pemantulan boleh mencapai 99.9% dan fasa pantulan boleh mencapai ~180o modulasi (Rajah b) . Lebih menarik, untuk mencapai kawalan elektrik terahertz pintar, para penyelidik mereka bentuk peranti dengan gelung maklum balas "terahertz - elektrik-terahertz" novel (Rajah c). Tanpa mengira perubahan dalam keadaan permulaan dan persekitaran luaran, peranti pintar secara automatik boleh mencapai nilai modulasi terahertz yang ditetapkan (dijangka) dalam kira-kira 30 saat.
(a) Gambar rajah skematik anmodulator elektro optikberdasarkan VO2
(b) perubahan ketransmisian, pemantulan, penyerapan dan fasa pantulan dengan arus terampai
(c) gambarajah skematik kawalan pintar
Pembangunan terahertz yang aktif dan pintarmodulator elektro-optikberdasarkan bahan elektronik yang berkaitan memberikan idea baru untuk merealisasikan kawalan pintar terahertz. Kerja ini disokong oleh Program Penyelidikan dan Pembangunan Utama Kebangsaan, Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan dan Dana Arah Makmal Medan Magnet Tinggi Wilayah Anhui.
Masa siaran: Ogos-08-2023