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

Y llynedd, datblygodd tîm Sheng Zhigao, ymchwilydd yng Nghanolfan Maes Magnetig Uchel Sefydliad Gwyddorau Ffisegol Hefei, Academi Gwyddorau Tsieineaidd, fodiwleiddiwr electro-optig terahertz gweithredol a deallus yn dibynnu ar y maes magnetig sefydlog uchel-wladwriaeth arbrofol dyfais.Cyhoeddir yr ymchwil yn ACS Applied Materials & Interfaces.

Er bod gan dechnoleg terahertz nodweddion sbectrol uwch a rhagolygon cymhwysiad eang, mae ei gymhwysiad peirianneg yn dal i gael ei gyfyngu'n ddifrifol gan ddatblygiad deunyddiau terahertz a chydrannau terahertz.Yn eu plith, mae rheolaeth weithredol a deallus tonnau terahertz gan faes 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 deunydd dau ddimensiwn graphene [Adv.Mater Optegol.6, 1700877(2018)], modiwleiddiwr ffotoreoledig band eang Terahertz yn seiliedig ar yr ocsid â chysylltiad cryf [ACS Appl.Mater.Rhyng.12, Ar ôl 48811 (2020)] a ffynhonnell terahertz amledd sengl newydd a reolir gan magnetig sy'n seiliedig ar ffonon [Gwyddoniaeth Uwch 9, 2103229 (2021)], dewisir y ffilm electron ocsid cysylltiedig vanadium deuocsid fel yr haen swyddogaethol, strwythur aml-haen. dylunio a dull rheoli electronig yn cael eu mabwysiadu.Cyflawnir modiwleiddio gweithredol amlswyddogaethol o drosglwyddiad terahertz, adlewyrchiad ac amsugno (Ffigur a).Mae'r canlyniadau'n dangos, yn ychwanegol at y trawsyriant a'r amsugnedd, y gall y maes trydan hefyd reoleiddio'r cyfnod adlewyrchiad ac adlewyrchiad yn weithredol, lle gall dyfnder modiwleiddio'r adlewyrchedd gyrraedd 99.9% a gall y cyfnod adlewyrchiad gyrraedd ~ 180o modiwleiddio (Ffigur b) .Yn fwy diddorol, er mwyn cyflawni rheolaeth drydanol terahertz deallus, dyluniodd yr ymchwilwyr ddyfais gyda dolen adborth newydd “terahertz - electric-terahertz” (Ffigur c).Waeth beth fo'r newidiadau yn yr amodau cychwyn a'r amgylchedd allanol, gall y ddyfais smart 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, adlewyrchedd, amsugnedd a chyfnod adlewyrchiad gyda cherrynt argraffedig

(c) diagram sgematig o reolaeth ddeallus

Datblygiad 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 Cenedlaethol a Chronfa Cyfeiriad Labordy Maes Magnetig Uchel Talaith Anhui.