Grafeenversterker opent het vooruitzicht om voorheen ontoegankelijke frequenties te gebruiken

Een wetenschappelijke groep die bij het Loughborough Institute werkt, heeft een uniek apparaat gemaakt dat eerder kan worden versterkt ongrijpbare terahertz-golven - een grafeenversterker, en dit opent op zijn beurt de weg naar nieuwe revolutionaire technologieën.

Wat zijn terahertz-golven

Terahertz-golven bevinden zich tussen infrarood- en microgolfstraling in het spectrum van lichtfrequentie, maar vanwege extreem lage energie hebben wetenschappers hun potentieel nog niet kunnen benutten.

Dit fenomeen is algemeen bekend als "Terahertz Gap".

De mogelijkheid om THz-golven te registreren, en nog meer om THz-golven te versterken, zou nieuwe kansen openen in de geneeskunde, communicatie, de ruimtevaartindustrie, enz. Maar misschien was de belangrijkste toepassing van dergelijke golven de mogelijkheid om röntgenapparatuur te vervangen door absoluut veilige terahertz-apparaten.

Maar vóór de uitvinding van de grafeenversterker, golflengten van 3 mm tot 30 μm het was onmogelijk om te gebruiken, omdat er een extreem zwak signaal was van alle bestaande bronnen.

Creatie van een nieuwe grafeenversterker (transistor)

Het onderzoeksteam is erin geslaagd een nieuw type optische transistor te creëren die functioneert als een THz-versterker, dankzij het gebruik van grafeen en een hogetemperatuursupergeleider.

Het werkingsprincipe van het apparaat is gebaseerd op de eigenschappen van grafeen, dat volledig transparant en ongevoelig is voor licht, en zijn elektronen hebben geen massa. De versterker is dus gerealiseerd uit twee grafeenlagen en één supergeleiderlaag.

Daar vindt de vangst van massaloze elektronen van grafeen plaats, in de zogenaamde "sandwich". En deze hele structuur is verbonden met een stroombron

Dus wanneer terahertz-straling de buitenste transparante grafeenlaag raakt, worden binnen de THz-transistor fotonen omgezet in massaloze elektronen, die vervolgens weer worden omgezet in Tz-straling, maar dankzij een externe stroombron veel meer intens.

Er is dus een reflectie van het versterkte signaal dat van buitenaf naar de versterker komt.

Dat wil zeggen, het apparaat reflecteert een krachtigere lichtstraal in vergelijking met de binnenkomende.

Dus, volgens professor Kusmartsev, werken ingenieurs er hard aan om het apparaat te ontwikkelen en waarschijnlijk zullen prototypes binnen een jaar klaar zijn om volledig getest te worden.

Vooruitzichten voor een nieuwe versterker

In feite opent het nieuwe apparaat (als het om volledig commercieel gebruik gaat) de breedste mogelijkheden, omdat onze wereld letterlijk overloopt van THz-straling.

Alle levende organismen absorberen niet alleen licht in het terahertz-bereik, maar stralen het ook uit. Dat wil zeggen, door dit spectrum te bestuderen, kan men veel biochemische processen in het werkproces, bijvoorbeeld van de hersenen, begrijpen.

Het actieve gebruik van terahertz-straling zal gebieden als beeldvorming, tomografie en honing naar een geheel nieuw niveau tillen. diagnostiek, milieumonitoring en bio-identificatie.

Deze unieke ontdekking is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven.

Als je het materiaal leuk vond, beoordeel het dan als leuk en plaats het opnieuw. Het originele artikel is op de website geplaatst energofiksik.com