Prošle godine, tim Sheng Zhigaoa, istraživača u Centru za visoko magnetsko polje Instituta za fizičke nauke Hefei Kineske akademije nauka, razvio je aktivni i inteligentni terahercni elektrooptički modulator koji se oslanja na eksperimentalni uređaj za stacionarno visoko magnetsko polje. Istraživanje je objavljeno u časopisu ACS Applied Materials & Interfaces.
Iako terahercna tehnologija ima superiorne spektralne karakteristike i široke mogućnosti primjene, njena inženjerska primjena je i dalje ozbiljno ograničena razvojem terahercnih materijala i terahercnih komponenti. Među njima, aktivna i inteligentna kontrola terahercnog talasa vanjskim poljem je važan istraživački pravac u ovoj oblasti.
Ciljajući na najsavremeniji istraživački pravac terahercnih jezgarnih komponenti, istraživački tim je izumio terahercni modulator napona baziran na dvodimenzionalnom materijalu grafenu [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], terahercni širokopojasni fotokontrolirani modulator baziran na snažno povezanom oksidu [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)] i novi jednofrekventni magnetski kontrolirani terahercni izvor baziran na fononima [Advanced Science 9, 2103229(2021)], pri čemu je pridruženi film elektronskog oksida i vanadij dioksida odabran kao funkcionalni sloj, a usvojeni su dizajn višeslojne strukture i metoda elektronskog upravljanja. Postiže se multifunkcionalna aktivna modulacija terahercne transmisije, refleksije i apsorpcije (Slika a). Rezultati pokazuju da pored transmitancije i apsorptivnosti, reflektivnost i faza refleksije također mogu biti aktivno regulirane električnim poljem, u kojem dubina modulacije reflektivnosti može doseći 99,9%, a faza refleksije može doseći ~180o modulaciju (Slika b). Još zanimljivije, kako bi se postigla inteligentna terahercna električna kontrola, istraživači su dizajnirali uređaj s novom povratnom petljom „teraherc – električni-teraherc“ (Slika c). Bez obzira na promjene početnih uvjeta i vanjskog okruženja, pametni uređaj može automatski dostići postavljenu (očekivanu) terahercnu vrijednost modulacije za oko 30 sekundi.
(a) Šematski dijagramelektrooptički modulatorna osnovu VO2
(b) promjene transmitancije, refleksivnosti, apsorpcije i faze refleksije pod utjecajem struje
(c) shematski dijagram inteligentnog upravljanja
Razvoj aktivnog i inteligentnog terahercaelektrooptički modulatorna osnovu povezanih elektronskih materijala pruža novu ideju za realizaciju inteligentnog upravljanja terahercima. Ovaj rad je podržan od strane Nacionalnog ključnog programa za istraživanje i razvoj, Nacionalne fondacije za prirodne nauke i Fonda za usmjeravanje laboratorija za visoka magnetska polja provincije Anhui.
Vrijeme objave: 08.08.2023.