Moskva Fizika-Texnika İnstitutunun fizikləri Moskva Dövlət Pedaqoji Universiteti və Mançester Universitetinin həmkarları ilə qrafendə tunel effekti əsasında yüksək həssas terahers şüalanma detektoru yaradıblar. Əslində, sahə effektli tunel tranzistoru adi sxemlər vasitəsilə ötürülməyən "havadan" siqnallarla açıla bilən bir detektora çevrildi.
Kvant tunelləmə. Şəkil mənbəyi: Daria Sokol, MIPT mətbuat xidməti
1990-cı illərin əvvəllərində fiziklər Mixail Dyakonov və Mixail Shur tərəfindən irəli sürülən ideyalara əsaslanan kəşf simsiz terahertz texnologiyaları dövrünü yaxınlaşdırır. Bu o deməkdir ki, simsiz rabitənin sürəti dəfələrlə artacaq, radar və təhlükəsizlik texnologiyaları, radioastronomiya və tibbi diaqnostika tamamilə yeni səviyyəyə yüksələcək.
Rus fiziklərinin ideyası ondan ibarət idi ki, tunel tranzistoru siqnalın gücləndirilməsi və demodulyasiyası üçün deyil, “qeyri-xətti əlaqəyə görə modulyasiya edilmiş siqnalı öz-özünə bitlər ardıcıllığına və ya səs məlumatına çevirən bir cihaz kimi istifadə olunsun. cərəyan və gərginlik arasında." Başqa sözlə, tunel effekti tranzistorun qapısında olduqca aşağı siqnal səviyyəsində baş verə bilər ki, bu da tranzistorun hətta çox zəif siqnaldan da tunel cərəyanını (açıq) başlatmasına imkan verəcəkdir.
Tranzistorlardan istifadənin klassik sxemi niyə uyğun deyil? Terahertz diapazonuna keçərkən, mövcud tranzistorların əksəriyyətinin tələb olunan yükü almaq üçün vaxtı yoxdur, buna görə də demodulyasiyanın ardınca tranzistorda zəif siqnal gücləndiricisi olan klassik radio dövrəsi təsirsiz olur. Ya müəyyən həddə qədər işləyən tranzistorları təkmilləşdirmək, ya da tamam başqa bir şey təklif etmək lazımdır. Rus fizikləri məhz bu “başqasını” təklif etdilər.
Terahertz detektoru kimi qrafen tunel tranzistoru. Şəkil mənbəyi: Nature Communications
"Tunel tranzistorunun aşağı gərginliyə güclü reaksiyası ideyası təxminən on beş ildir ki, məlumdur" dedi tədqiqatın müəlliflərindən biri, Fotonika Mərkəzində ikiölçülü materialların optoelektronikası laboratoriyasının rəhbəri. və MIPT-də iki ölçülü materiallar, Dmitri Svintsov. "Bizdən əvvəl heç kim tunel tranzistorunun eyni xüsusiyyətinin terahertz detektor texnologiyasında istifadə edilə biləcəyini başa düşmürdü." Elm adamlarının müəyyən etdiyi kimi, "tranzistor idarəetmə siqnalının aşağı gücündə yaxşı açıb bağlanırsa, o zaman havadan zəif bir siqnal götürməkdə də yaxşı olmalıdır."
Nature Communications jurnalında təsvir edilən təcrübə üçün ikiqatlı qrafen üzərində tunel tranzistoru yaradılıb. Təcrübə göstərdi ki, tunel rejimində cihazın həssaslığı klassik nəqliyyat rejimində olduğundan bir neçə dəfə yüksəkdir. Beləliklə, eksperimental tranzistor detektoru həssaslıq baxımından bazarda mövcud olan oxşar superkeçirici və yarımkeçirici bolometrlərdən heç də pis olmadığı ortaya çıxdı. Nəzəriyyə onu göstərir ki, qrafen nə qədər təmiz olarsa, həssaslıq da bir o qədər yüksək olacaqdır ki, bu da müasir terahertz detektorlarının imkanlarını xeyli üstələyir və bu, təkamül deyil, sənayedə inqilabdır.
Mənbə: 3dnews.ru