Prošle godine, tim Sheng Zhigaoa, istraživača u Centru za visoko magnetsko polje Instituta za fizikalne znanosti Hefei Kineske akademije znanosti, 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, njezina inženjerska primjena je još uvijek ozbiljno ograničena razvojem terahercnih materijala i terahercnih komponenti. Među njima, aktivno i inteligentno upravljanje terahercnim valom vanjskim poljem važan je smjer istraživanja u ovom području.
Ciljajući na najsuvremeniji smjer istraživanja terahercnih jezgrinih komponenti, istraživački tim je izumio terahercni modulator naprezanja temeljen na dvodimenzionalnom materijalu grafenu [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], terahercni širokopojasni fotokontrolirani modulator temeljen na snažno povezanom oksidu [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)] i novi jednofrekventni magnetski kontrolirani terahercni izvor temeljen na fononima [Advanced Science 9, 2103229(2021)], pri čemu je pridruženi film elektronskog oksida i vanadij dioksida odabran kao funkcionalni sloj, a usvojeni su višeslojni dizajn strukture i metoda elektroničkog upravljanja. Postiže se višenamjenska aktivna modulacija terahercnog prijenosa, refleksije i apsorpcije (Slika a). Rezultati pokazuju da se, osim propusnosti i apsorpcije, reflektivnost i faza refleksije mogu aktivno regulirati električnim poljem, u kojem dubina modulacije reflektivnosti može doseći 99,9%, a faza refleksije može doseći ~180° modulacija (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 dosegnuti zadanu (očekivanu) terahercnu vrijednost modulacije za oko 30 sekundi.
(a) Shematski dijagramelektrooptički modulatorna temelju VO2
(b) promjene transmitancije, refleksivnosti, apsorpcije i faze refleksije s primijenjenom strujom
(c) shematski dijagram inteligentnog upravljanja
Razvoj aktivnog i inteligentnog terahercaelektrooptički modulatorna temelju povezanih elektroničkih materijala pruža novu ideju za realizaciju inteligentnog upravljanja terahercima. Ovaj rad podržali su Nacionalni ključni program za istraživanje i razvoj, Nacionalna zaklada za prirodne znanosti i Fond za smjer laboratorija za visoko magnetsko polje provincije Anhui.
Vrijeme objave: 08.08.2023.