Fizikistoj de la Moskva Instituto de Fiziko kaj Teknologio kun kolegoj de Moskva Ŝtata Pedagogia Universitato kaj la Universitato de Manĉestro kreis tre senteman terahercan radiaddetektilon bazitan sur la tunela efiko en grafeno. Fakte, kampefika tunela transistoro estis igita detektilo, kiu povus esti malfermita per signaloj "de la aero", kaj ne elsendita tra konvenciaj cirkvitoj.
Kvantuma tunelado. Bildfonto: Daria Sokol, gazetara servo de MIPT
La eltrovaĵo, kiu baziĝis sur la ideoj de fizikistoj Miĥail Dyakonov kaj Miĥail Ŝur proponitaj komence de la 1990-aj jaroj, proksimigas la epokon de sendrataj terahercaj teknologioj. Ĉi tio signifas, ke la rapideco de sendrataj komunikadoj multfoje pliiĝos, kaj radaro kaj sekurecteknologioj, radioastronomio kaj medicina diagnozo altiĝos al tute nova nivelo.
La ideo de la rusaj fizikistoj estis, ke la tunela transistoro estis proponita esti uzata ne por signala plifortigo kaj demodulado, sed kiel aparato, kiu "per si mem igas la modulitan signalon en sekvencon de bitoj aŭ voĉaj informoj pro la nelinia rilato. inter kurento kaj tensio." En aliaj vortoj, la tunela efiko povas okazi sur ekstreme malalta signalnivelo ĉe la pordego de la transistoro, kio permesos al la transistoro iniciati tunelan fluon (malferma) eĉ de tre malforta signalo.
Kial la klasika skemo uzi transistorojn ne taŭgas? Dum moviĝado al la teraherca gamo, la plej multaj ekzistantaj transistoroj ne havas tempon ricevi la postulatan pagendaĵon, tiel ke la klasika radiocirkvito kun malforta signalamplifilo sur transistoro sekvita per demodulado iĝas neefika. Necesas aŭ plibonigi transistorojn, kiuj ankaŭ funkcias ĝis certa limo, aŭ proponi ion tute alian. Rusaj fizikistoj proponis ĝuste ĉi tiun "alian".
Grafentunela transistoro kiel teraherca detektilo. Bildfonto: Nature Communications
"La ideo de forta respondo de tunela transistoro al malaltaj tensioj estas konata de ĉirkaŭ dek kvin jaroj," diras unu el la aŭtoroj de la studo, estro de la laboratorio de optoelektroniko de dudimensiaj materialoj ĉe la Centro por Fotoniko. kaj Du-Dimensiaj Materialoj ĉe MIPT, Dmitry Svintsov. "Antaŭ ni, neniu rimarkis, ke ĉi tiu sama propraĵo de tunela transistoro povus esti uzata en teknologio de detektiloj de terahercoj." Kiel sciencistoj konstatis, "se transistoro malfermiĝas kaj fermiĝas bone ĉe malalta potenco de la kontrolsignalo, tiam ĝi ankaŭ devus esti bona por kapti malfortan signalon el la aero."
Por la eksperimento, priskribita en la revuo Nature Communications, tunela transistoro estis kreita sur dutavola grafeno. La eksperimento montris ke la sentemo de la aparato en tunela reĝimo estas pluraj grandordoj pli alta ol tiu en klasika transportreĝimo. Tiel, la eksperimenta transistora detektilo montriĝis ne pli malbona en sentemo ol similaj superkonduktaĵoj kaj duonkonduktaĵoj bolometroj haveblaj sur la merkato. La teorio sugestas, ke ju pli pura la grafeno, des pli alta estos la sentemo, kio multe superas la kapablojn de modernaj terahercaj detektiloj, kaj ĉi tio ne estas evoluo, sed revolucio en la industrio.
fonto: 3dnews.ru