Mae modulator electro-optig Terahertz deallus gweithredol wedi'i ddatblygu'n llwyddiannus

Y llynedd, datblygodd tîm Sheng Zhigao, ymchwilydd yng Nghanolfan Maes Magnetig Uchel Sefydliad Gwyddorau Ffisegol Hefei, Academi Gwyddorau Tsieineaidd, fodulator electro-optig Terahertz gweithredol a deallus gan ddibynnu ar ddyfais arbrofol maes magnetig uchel sefydlog-sefydlog. Cyhoeddir yr ymchwil mewn deunyddiau a rhyngwynebau cymhwysol ACS.

Er bod gan dechnoleg Terahertz nodweddion sbectrol uwchraddol a rhagolygon cymwysiadau eang, mae ei gymhwysiad peirianneg yn dal i fod wedi'i gyfyngu'n ddifrifol gan ddatblygiad deunyddiau Terahertz a chydrannau Terahertz. Yn eu plith, mae rheolaeth weithredol a deallus ton Terahertz yn ôl maes allanol yn gyfeiriad ymchwil pwysig yn y maes hwn.

Gan anelu at gyfeiriad ymchwil blaengar cydrannau craidd Terahertz, mae'r tîm ymchwil wedi dyfeisio modulator straen Terahertz yn seiliedig ar y graphene deunydd dau ddimensiwn [Adv. Mater Optegol. 6, 1700877 (2018)], modulator band eang Terahertz wedi'i ffotocontrol yn seiliedig ar yr ocsid sy'n gysylltiedig yn gryf [ACS APPL. Mater. Inter. 12, ar ôl 48811 (2020)] a ffynhonnell Terahertz a reolir gan magnetig un amledd newydd sy'n seiliedig ar ffonon [Gwyddoniaeth Uwch 9, 2103229 (2021)], dewisir y ffilm vanadium deuocsid ocsid electron cysylltiedig fel yr haen swyddogaethol, dyluniad strwythur aml-haen. Cyflawnir modiwleiddio gweithredol amlswyddogaethol trosglwyddo, myfyrio ac amsugno Terahertz (Ffigur A). Mae'r canlyniadau'n dangos, yn ychwanegol at y trawsyriant a'r amsugnedd, y gall y cam adlewyrchu a myfyrio hefyd gael ei reoleiddio'n weithredol gan y maes trydan, lle gall y dyfnder modiwleiddio adlewyrchiad gyrraedd 99.9% a gall y cam adlewyrchu gyrraedd ~ modiwleiddio ~ 180O (Ffigur B). Yn fwy diddorol, er mwyn sicrhau rheolaeth drydanol Terahertz ddeallus, dyluniodd yr ymchwilwyr ddyfais gyda dolen adborth newydd “Terahertz-Electric-Terahertz” (Ffigur C). Waeth bynnag y newidiadau yn yr amodau cychwyn a'r amgylchedd allanol, gall y ddyfais glyfar gyrraedd y gwerth modiwleiddio Terahertz set (disgwyliedig) yn awtomatig mewn tua 30 eiliad.

(a) diagram sgematig o anModulator Electro Optigyn seiliedig ar VO2

(b) Newidiadau trawsyriant, adlewyrchiad, amsugnedd a chyfnod myfyrio gyda cherrynt argraffedig

(c) Diagram sgematig o reolaeth ddeallus

Datblygu terahertz gweithredol a deallusModulator Electro-OptigYn seiliedig ar ddeunyddiau electronig cysylltiedig yn darparu syniad newydd ar gyfer gwireddu rheolaeth ddeallus Terahertz. Cefnogwyd y gwaith hwn gan y Rhaglen Ymchwil a Datblygu Allweddol Genedlaethol, y Sefydliad Gwyddoniaeth Naturiol Genedlaethol a Chronfa Cyfeiriad Labordy Maes Magnetig Uchel Talaith Anhui.