রাশিয়ায় একটি অস্বাভাবিক অতি-সংবেদনশীল টেরাহার্টজ রেডিয়েশন ডিটেক্টর তৈরি করা হয়েছে

মস্কো স্টেট পেডাগোজিকাল ইউনিভার্সিটি এবং ম্যানচেস্টার বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীদের সাথে মস্কো ইনস্টিটিউট অফ ফিজিক্স অ্যান্ড টেকনোলজির পদার্থবিদরা গ্রাফিনে টানেলিং প্রভাবের উপর ভিত্তি করে একটি অত্যন্ত সংবেদনশীল টেরাহার্টজ বিকিরণ আবিষ্কারক তৈরি করেছেন। প্রকৃতপক্ষে, একটি ফিল্ড-ইফেক্ট টানেল ট্রানজিস্টর একটি ডিটেক্টরে পরিণত হয়েছিল, যা "বাতাস থেকে" সংকেত দ্বারা খোলা যেতে পারে এবং প্রচলিত সার্কিটের মাধ্যমে প্রেরণ করা যায় না।

কোয়ান্টাম টানেলিং। ছবির উৎস: দারিয়া সোকল, এমআইপিটি প্রেস সার্ভিস

আবিষ্কারটি, যা 1990 এর দশকের গোড়ার দিকে প্রস্তাবিত পদার্থবিজ্ঞানী মিখাইল ডায়কনভ এবং মিখাইল শুরের ধারণার উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়েছিল, বেতার টেরাহার্টজ প্রযুক্তির যুগের কাছাকাছি নিয়ে আসে। এর মানে হল যে ওয়্যারলেস যোগাযোগের গতি অনেক গুণ বেড়ে যাবে এবং রাডার এবং নিরাপত্তা প্রযুক্তি, রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা এবং চিকিৎসা ডায়াগনস্টিকগুলি সম্পূর্ণ নতুন স্তরে উঠবে।

রাশিয়ান পদার্থবিদদের ধারণা ছিল যে টানেল ট্রানজিস্টরটি সংকেত পরিবর্ধন এবং ডিমোডুলেশনের জন্য নয়, বরং এমন একটি যন্ত্র হিসাবে ব্যবহার করার প্রস্তাব করা হয়েছিল যা "নিজেই অরৈখিক সম্পর্কের কারণে বিট বা ভয়েস তথ্যের ক্রমানুসারে মড্যুলেটেড সংকেতকে পরিণত করে। বর্তমান এবং ভোল্টেজের মধ্যে।" অন্য কথায়, টানেলিং প্রভাব ট্রানজিস্টরের গেটে অত্যন্ত নিম্ন সংকেত স্তরে ঘটতে পারে, যা ট্রানজিস্টরকে খুব দুর্বল সংকেত থেকেও একটি টানেলিং কারেন্ট (খোলা) শুরু করতে দেয়।

কেন ট্রানজিস্টর ব্যবহার করার ক্লাসিক স্কিম উপযুক্ত নয়? টেরাহার্টজ পরিসরে যাওয়ার সময়, বেশিরভাগ বিদ্যমান ট্রানজিস্টরের প্রয়োজনীয় চার্জ গ্রহণের সময় থাকে না, তাই ট্রানজিস্টরের একটি দুর্বল সংকেত পরিবর্ধক সহ ক্লাসিক রেডিও সার্কিট ডিমোডুলেশনের পরে অকার্যকর হয়ে পড়ে। এটি হয় ট্রানজিস্টর উন্নত করার জন্য প্রয়োজন, যা একটি নির্দিষ্ট সীমা পর্যন্ত কাজ করে, অথবা সম্পূর্ণ ভিন্ন কিছু অফার করতে। রাশিয়ান পদার্থবিদরা অবিকল এই "অন্য" প্রস্তাব করেছিলেন।

টেরাহার্টজ ডিটেক্টর হিসাবে গ্রাফিন টানেল ট্রানজিস্টর। ইমেজ সোর্স: নেচার কমিউনিকেশনস

"নিম্ন ভোল্টেজে একটি টানেল ট্রানজিস্টরের শক্তিশালী প্রতিক্রিয়ার ধারণাটি প্রায় পনের বছর ধরে জানা গেছে," গবেষণার একজন লেখক বলেছেন, ফোটোনিক্স সেন্টারের দ্বি-মাত্রিক পদার্থের অপটোইলেক্ট্রনিক্সের গবেষণাগারের প্রধান। এবং MIPT, দিমিত্রি Svintsov এ দ্বি-মাত্রিক উপকরণ। "আমাদের আগে, কেউ বুঝতে পারেনি যে টানেল ট্রানজিস্টরের এই একই সম্পত্তি টেরাহার্টজ আবিষ্কারক প্রযুক্তিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।" বিজ্ঞানীরা যেমন প্রতিষ্ঠা করেছেন, "যদি একটি ট্রানজিস্টর নিয়ন্ত্রণ সংকেতের কম শক্তিতে ভালভাবে খোলে এবং বন্ধ হয়, তবে এটি বাতাস থেকে একটি দুর্বল সংকেত তুলে নেওয়ার ক্ষেত্রেও ভাল হওয়া উচিত।"

নেচার কমিউনিকেশনস জার্নালে বর্ণিত পরীক্ষার জন্য, বিলেয়ার গ্রাফিনে একটি টানেল ট্রানজিস্টর তৈরি করা হয়েছিল। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে টানেল মোডে ডিভাইসের সংবেদনশীলতা ক্লাসিক্যাল ট্রান্সপোর্ট মোডের চেয়ে অনেক বেশি মাত্রার। এইভাবে, পরীক্ষামূলক ট্রানজিস্টর ডিটেক্টর বাজারে উপলব্ধ অনুরূপ সুপারকন্ডাক্টর এবং সেমিকন্ডাক্টর বোলোমিটারের চেয়ে সংবেদনশীলতার দিক থেকে খারাপ নয়। তত্ত্বটি পরামর্শ দেয় যে গ্রাফিন যত বিশুদ্ধ হবে, সংবেদনশীলতা তত বেশি হবে, যা আধুনিক টেরাহার্টজ ডিটেক্টরের ক্ষমতাকে ছাড়িয়ে যাবে এবং এটি একটি বিবর্তন নয়, শিল্পে একটি বিপ্লব।

উত্স: 3dnews.ru