Moskuko Fisika eta Teknologia Institutuko fisikariek Moskuko Estatuko Unibertsitate Pedagogikoko eta Manchesterreko Unibertsitateko lankideekin terahertz erradiazio-detektagailu oso sentikorra sortu dute grafenoaren tunel-efektuan oinarrituta. Izan ere, eremu-efektuko tunel-transistore bat detektagailu bihurtu zen, "airetik" seinaleen bidez ireki zitekeena, eta ez ohiko zirkuituetatik transmititu.
Tunel kuantikoa. Irudiaren iturria: Daria Sokol, MIPT prentsa zerbitzua
Mikhail Dyakonov eta Mikhail Shur fisikariek 1990eko hamarkadaren hasieran proposatutako ideietan oinarritutako aurkikuntzak hari gabeko terahertz teknologien aroa hurbiltzen du. Horrek esan nahi du hari gabeko komunikazioen abiadura askotan handituko dela, eta radar eta segurtasun teknologiak, irrati-astronomia eta diagnostiko medikoak maila berri batera igoko direla.
Errusiako fisikarien ideia izan zen tunelaren transistorea ez zela seinalea anplifikatzeko eta demodulatzeko erabiltzea proposatu zela, baizik eta "berez modulatutako seinalea bit edo ahots-informazio sekuentzia batean erlazio ez-lineala dela eta bihurtzen duen gailu gisa". korrontearen eta tentsioaren arteanΒ». Beste era batera esanda, tunel-efektua transistorearen atean seinale maila oso baxuan gerta daiteke, eta horrek transistoreak tunel-korronte bat (irekia) abiarazteko aukera emango dio, nahiz eta seinale oso ahul batetik.
Zergatik ez da egokia transistoreak erabiltzeko eskema klasikoa? Terahertz-eremura mugitzean, dauden transistore gehienek ez dute behar den karga jasotzeko denborarik, beraz, transistore batean seinale anplifikadore ahula duen irrati-zirkuitu klasikoa demodulazioaren ondoren ez da eraginkorra bihurtzen. Beharrezkoa da transistoreak hobetzea, muga jakin batera ere funtzionatzen duena, edo guztiz bestelakoa eskaintzea. Errusiako fisikariek "beste" hori proposatu zuten hain zuzen.
Grafeno tunelaren transistorea terahertz detektagailu gisa. Irudiaren iturria: Nature Communications
"Tunel transistore batek tentsio baxuei erantzun sendo baten ideia hamabost urte inguru ezagutzen da", dio ikerketaren egileetako batek, Fotonika Zentroko bi dimentsioko materialen optoelektronika laborategiko buruak. eta Bi Dimentsioko Materialak MIPT-en, Dmitry Svintsov. "Gure aurretik, inor ez zen konturatu tuneleko transistore baten propietate bera terahertz detektagailuen teknologian erabil zitekeenik". Zientzialariek ezarri dutenez, "transistore bat kontrol-seinalearen potentzia baxuan ondo ireki eta ixten bada, orduan ere ona izan beharko luke aireko seinale ahul bat jasotzeko".
Nature Communications aldizkarian deskribatutako esperimenturako, tuneleko transistore bat sortu zen geruza biko grafenoan. Esperimentuak erakutsi zuen gailuaren sentsibilitatea tunel moduan garraio-modu klasikoan baino magnitude-ordena handiagoa dela. Horrela, transistore-detektagailu esperimentala ez zen sentsibilitate okerragoa izan merkatuan dauden antzeko supereroale eta erdieroaleen bolometroak baino. Teoriak iradokitzen du grafenoa zenbat eta puruagoa izan, orduan eta sentsibilitatea handiagoa izango dela, eta horrek terahertz detektagailu modernoen gaitasunak gainditzen ditu, eta hori ez da bilakaera bat, industriaren iraultza baizik.
Iturria: 3dnews.ru