Virkur, greindur terahertz rafsegulmótari hefur verið þróaður með góðum árangri.

Á síðasta ári þróaði teymi Sheng Zhigao, rannsakanda við Hásegulsviðsmiðstöðina í Hefei-fræðistofnuninni í kínversku vísindaakademíunni, virkan og greindan terahertz rafsegulmótara sem byggir á tilraunatæki með stöðugu hásegulsviði. Rannsóknin er birt í ACS Applied Materials & Interfaces.

Þótt terahertz-tækni hafi yfirburða litrófseiginleika og víðtæka notkunarmöguleika, er verkfræðileg notkun hennar enn mjög takmörkuð af þróun terahertz-efna og terahertz-íhluta. Meðal þeirra er virk og snjöll stjórnun terahertz-bylgjna með utanaðkomandi sviðum mikilvæg rannsóknarstefna á þessu sviði.

Með það að markmiði að rannsaka kjarnaþætti terahertz-spennu hefur rannsóknarteymið fundið upp terahertz-spennustillara sem byggir á tvívíðu efninu grafeni [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], terahertz breiðbandsljósstýrðan mótara sem byggir á sterklega tengdu oxíði [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)] og fonón-byggða nýja, eins-tíðni segulstýrða terahertz-uppsprettu [Advanced Science 9, 2103229(2021)]. Tengd rafeindaoxíð-vanadíumdíoxíðfilma er valin sem virkt lag, fjöllaga uppbygging og rafeindastýringaraðferð eru notuð. Fjölvirk virkni er náð með því að móta terahertz-gagn, endurspegla og gleypa (Mynd a). Niðurstöðurnar sýna að auk gegndræpis og gleypni getur endurskin og endurskinsfasa einnig verið virkt stjórnað af rafsviðinu, þar sem endurskinsmótunardýpt getur náð 99,9% og endurskinsfasa getur náð ~180° mótun (Mynd b). Áhugaverðara er að til að ná fram snjallri terahertz rafstýringu hönnuðu vísindamennirnir tæki með nýstárlegri „terahertz - raf-terahertz“ afturvirkri lykkju (Mynd c). Óháð breytingum á upphafsskilyrðum og ytra umhverfi getur snjalltækið sjálfkrafa náð stilltu (væntu) terahertz mótunargildi á um 30 sekúndum.

(a) Skýringarmynd afraf-ljósleiðaribyggt á VO2

(b) breytingar á gegndræpi, endurskini, gleypni og endurskinsfasa með álagsstraumi

(c) skýringarmynd af snjallstýringu

Þróun virkrar og greindrar terahertzraf-ljósleiðariByggt á tengdum rafeindaefnum veitir nýja hugmynd að því hvernig hægt er að framkvæma greinda stýringu á terahertz-hraða. Þessi vinna var styrkt af Þjóðarverkefninu um lykilrannsóknir og þróun, Náttúruvísindasjóðnum og Hásegulsviðsrannsóknarstofnuninni í Anhui-héraði.