Natuerkundigen fan it Moskouske Ynstitút foar Natuerkunde en Technology mei kollega's fan Moskou Pedagogyske Steatsuniversiteit en de Universiteit fan Manchester hawwe in tige gefoelige terahertz-stralingsdetektor makke basearre op it tunneling-effekt yn grafeen. Yn feite, in fjild-effekt tunnel transistor waard feroare yn in detektor, dat koe wurde iepene troch sinjalen "út 'e loft", en net oerdroegen troch konvinsjonele circuits.
Quantum tunneling. Ofbylding boarne: Daria Sokol, MIPT parsetsjinst
De ûntdekking, dy't basearre wie op 'e ideeën fan natuerkundigen Mikhail Dyakonov en Mikhail Shur foarsteld yn' e iere 1990's, bringt it tiidrek fan draadloze terahertz-technologyen tichterby. Dit betsjut dat de snelheid fan draadloze kommunikaasje in protte kearen sil tanimme, en radar- en feiligenstechnologyen, radioastronomy en medyske diagnoaze sille nei in heul nij nivo opkomme.
It idee fan 'e Russyske natuerkundigen wie dat de tunneltransistor waard foarsteld om net te brûken foar sinjaalfersterking en demodulaasje, mar as in apparaat dat "op himsels it modulearre sinjaal feroaret yn in folchoarder fan bits as stimynformaasje troch de net-lineêre relaasje tusken stroom en spanning." Mei oare wurden, it tunneling-effekt kin foarkomme op in ekstreem leech sinjaalnivo by de poarte fan 'e transistor, wêrtroch't de transistor in tunnelingstream (iepen) kin begjinne, sels fan in heul swak sinjaal.
Wêrom is it klassike skema fan it brûken fan transistors net geskikt? By it ferpleatsen nei it terahertz-berik hawwe de measte besteande transistors gjin tiid om de fereaske lading te ûntfangen, sadat it klassike radiocircuit mei in swakke sinjaalfersterker op in transistor folge troch demodulaasje net effektyf wurdt. It is needsaaklik om te ferbetterjen transistors, dy't ek wurket oant in bepaalde limyt, of te bieden wat folslein oars. Russyske natuerkundigen foarstelden krekt dizze "oare".
Grafeen tunnel transistor as terahertz detektor. Ofbylding boarne: Nature Communications
"It idee fan in sterke reaksje fan in tunneltransistor op lege spanningen is sawat fyftjin jier bekend," seit ien fan 'e auteurs fan' e stúdzje, haad fan it laboratoarium foar opto-elektroanika fan twadiminsjonale materialen by it Sintrum foar Fotonika en Two-Dimensional Materials by MIPT, Dmitry Svintsov. "Foar ús realisearre gjinien dat deselde eigenskip fan in tunneltransistor koe wurde brûkt yn terahertz-detektortechnology." As wittenskippers hawwe fêststeld, "as in transistor goed iepenet en slút by lege krêft fan it kontrôlesinjaal, dan soe it ek goed wêze moatte om in swak sinjaal út 'e loft op te heljen."
Foar it eksperimint, beskreaun yn it tydskrift Nature Communications, waard in tunneltransistor makke op bilayer graphene. It eksperimint liet sjen dat de gefoelichheid fan it apparaat yn tunnelmodus ferskate oarders fan grutte heger is as dy yn klassike ferfiermodus. Sa die bliken dat de eksperimintele transistordetektor net minder gefoelich wie as ferlykbere super- en semiconductor-bolometers dy't op 'e merke te krijen binne. De teory suggerearret dat de suverer it graphene, hoe heger de gefoelichheid sil wêze, dat fier boppe de mooglikheden fan moderne terahertz detectors, en dit is gjin evolúsje, mar in revolúsje yn 'e yndustry.
Boarne: 3dnews.ru