Năm ngoái, nhóm của Sheng Zhigao, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Từ trường Cao của Viện Khoa học Vật lý Hợp Phì, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã phát triển một bộ điều biến quang điện terahertz hoạt động và thông minh dựa trên thí nghiệm từ trường cao ở trạng thái ổn định. thiết bị. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Vật liệu & Giao diện Ứng dụng ACS.
Mặc dù công nghệ terahertz có đặc tính quang phổ vượt trội và triển vọng ứng dụng rộng rãi, nhưng ứng dụng kỹ thuật của nó vẫn bị hạn chế nghiêm trọng do sự phát triển của vật liệu terahertz và các thành phần terahertz. Trong số đó, việc điều khiển chủ động và thông minh sóng terahertz bằng trường bên ngoài là hướng nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực này.
Hướng tới hướng nghiên cứu tiên tiến về các thành phần lõi terahertz, Nhóm nghiên cứu đã phát minh ra bộ điều biến ứng suất terahertz dựa trên vật liệu graphene hai chiều [Adv. Vật liệu quang học. 6, 1700877(2018)], bộ điều biến quang điều khiển băng thông rộng Terahertz dựa trên oxit liên kết mạnh [ACS Appl. Mẹ ơi. Chôn cất. 12, Sau 48811(2020)] và nguồn terahertz điều khiển từ tính tần số đơn mới dựa trên phonon [Khoa học nâng cao 9, 2103229(2021)], màng oxit vanadi dioxide liên quan được chọn làm lớp chức năng, cấu trúc nhiều lớp thiết kế và phương pháp điều khiển điện tử được thông qua. Đạt được sự điều chế tích cực đa chức năng của việc truyền, phản xạ và hấp thụ terahertz (Hình a). Kết quả cho thấy ngoài độ truyền qua và độ hấp thụ, pha phản xạ và phản xạ còn có thể được điều chỉnh chủ động bằng điện trường, trong đó độ sâu điều chế phản xạ có thể đạt tới 99,9% và pha phản xạ có thể đạt điều chế ~180o (Hình b) . Thú vị hơn, để đạt được khả năng điều khiển điện terahertz thông minh, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một thiết bị có vòng phản hồi “terahertz – điện-terahertz” mới (Hình c). Bất kể những thay đổi trong điều kiện khởi động và môi trường bên ngoài, thiết bị thông minh có thể tự động đạt giá trị điều chế terahertz (dự kiến) đã đặt trong khoảng 30 giây.
(a) Sơ đồ của mộtbộ điều chế quang điệndựa trên VO2
(b) sự thay đổi pha truyền qua, độ phản xạ, độ hấp thụ và phản xạ với dòng điện cưỡng bức
(c) sơ đồ điều khiển thông minh
Sự phát triển của một terahertz năng động và thông minhbộ điều biến quang điệndựa trên các vật liệu điện tử liên quan mang đến một ý tưởng mới cho việc hiện thực hóa điều khiển thông minh terahertz. Công trình này được hỗ trợ bởi Chương trình Nghiên cứu và Phát triển Trọng điểm Quốc gia, Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia và Quỹ Chỉ đạo Phòng thí nghiệm Từ trường Cao của tỉnh An Huy.
Thời gian đăng: 08-08-2023