Grafenforstærker åbner udsigten til at bruge tidligere utilgængelige frekvenser
En videnskabelig gruppe, der arbejder på Loughborough Institute, har oprettet en unik enhed, der er i stand til at forstærke tidligere undvigende terahertz-bølger er en grafenforstærker, og dette åbner igen vejen for ny revolutionerende teknologier.
Hvad er terahertz bølger
Terahertz-bølger er placeret mellem infrarød og mikrobølgestråling i lysfrekvensspektret, men på grund af ekstremt lav energi har forskere endnu ikke været i stand til at udnytte deres potentiale.
Dette fænomen er almindeligt kendt som "Terahertz Gap".
Evnen til at registrere, og endnu mere til at forstærke THz-bølger, ville åbne nye muligheder inden for medicin, kommunikation, rumindustrien osv. Men måske den vigtigste anvendelse af sådanne bølger var evnen til at udskifte røntgenmaskiner med absolut sikre terahertz-maskiner.
Men før opfindelsen af grafenforstærkeren er bølgelængder fra 3 mm til 30 um det var umuligt at bruge, da der var et ekstremt svagt signal fra alle eksisterende kilder.
Oprettelse af en ny grafenforstærker (transistor)
Forskergruppen formåede at skabe en ny type optisk transistor, der fungerer som en THz-forstærker takket være brugen af grafen og en superleder med høj temperatur.
Driftsprincippet for enheden er baseret på egenskaberne af grafen, som er fuldstændig gennemsigtig og ufølsom over for lys, og dens elektroner har ingen masse. Så forstærkeren er lavet af to grafenlag og et superlederlag.
Det er der, hvor grafens masseløse elektroner fanges i den såkaldte "sandwich". Og hele denne struktur er forbundet med en strømkilde
Så når terahertz-stråling rammer det ydre gennemsigtige grafenlag, så omdannes inden i THz-transistoren fotoner til masseløse elektroner, som derefter omdannes tilbage til Tz-stråling, men på grund af en ekstern strømkilde, meget mere intens.
Således er der en refleksion af det forstærkede signal, der kom til forstærkeren udefra.
Det vil sige, at enheden reflekterer en kraftigere lysstråle sammenlignet med den indkommende.
Så ifølge professor Kusmartsev er ingeniører i fuld gang med at udvikle enheden, og sandsynligvis vil prototyper være klar til fuld test inden for et år.
Udsigter til en ny forstærker
Faktisk åbner den nye enhed (hvis det kommer til fuld kommerciel brug) de største muligheder, fordi vores verden bogstaveligt talt er overfyldt med THz-stråling.
Alle levende organismer absorberer ikke kun lys, men udsender også lys i terahertz-området. Det vil sige ved at studere dette spektrum kan man forstå mange biokemiske processer i arbejdsprocessen, for eksempel i hjernen.
Den aktive brug af terahertz-stråling vil bringe sådanne områder som billeddannelse, tomografi og honning til et helt nyt niveau. diagnostik, miljøkontrol og bio-identifikation.
Denne unikke opdagelse blev offentliggjort i Fysiske gennemgangsbreve.
Hvis du kunne lide materialet, bedøm det så, og læg det igen. Den originale artikel er lagt ud på hjemmesiden energofiksik.com