रूस में एक असामान्य अति-संवेदनशील टेराहर्ट्ज़ विकिरण डिटेक्टर बनाया गया है

मॉस्को इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स एंड टेक्नोलॉजी के भौतिकविदों ने मॉस्को स्टेट पेडागोगिकल यूनिवर्सिटी और मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के सहयोगियों के साथ ग्राफीन में टनलिंग प्रभाव के आधार पर एक अत्यधिक संवेदनशील टेराहर्ट्ज़ विकिरण डिटेक्टर बनाया है। वास्तव में, एक क्षेत्र-प्रभाव सुरंग ट्रांजिस्टर को एक डिटेक्टर में बदल दिया गया था, जिसे "हवा से" संकेतों द्वारा खोला जा सकता था, और पारंपरिक सर्किट के माध्यम से प्रसारित नहीं किया जा सकता था।

क्वांटम टनलिंग. छवि स्रोत: डारिया सोकोल, एमआईपीटी प्रेस सेवा

यह खोज, जो 1990 के दशक की शुरुआत में प्रस्तावित भौतिकविदों मिखाइल डायकोनोव और मिखाइल शूर के विचारों पर आधारित थी, वायरलेस टेराहर्ट्ज़ प्रौद्योगिकियों के युग को करीब लाती है। इसका मतलब है कि वायरलेस संचार की गति कई गुना बढ़ जाएगी, और रडार और सुरक्षा प्रौद्योगिकियां, रेडियो खगोल विज्ञान और चिकित्सा निदान बिल्कुल नए स्तर पर पहुंच जाएंगे।

रूसी भौतिकविदों का विचार यह था कि टनल ट्रांजिस्टर का उपयोग सिग्नल प्रवर्धन और डिमॉड्यूलेशन के लिए नहीं, बल्कि एक उपकरण के रूप में किया जाना प्रस्तावित था जो "नॉनलाइनियर संबंध के कारण मॉड्यूलेटेड सिग्नल को बिट्स या वॉयस जानकारी के अनुक्रम में बदल देता है।" करंट और वोल्टेज के बीच। दूसरे शब्दों में, ट्रांजिस्टर के गेट पर टनलिंग प्रभाव बेहद कम सिग्नल स्तर पर हो सकता है, जो ट्रांजिस्टर को बहुत कमजोर सिग्नल से भी टनलिंग करंट (खुला) शुरू करने की अनुमति देगा।

ट्रांजिस्टर के उपयोग की क्लासिक योजना उपयुक्त क्यों नहीं है? टेराहर्ट्ज़ रेंज में जाने पर, अधिकांश मौजूदा ट्रांजिस्टर के पास आवश्यक चार्ज प्राप्त करने का समय नहीं होता है, इसलिए ट्रांजिस्टर पर कमजोर सिग्नल एम्पलीफायर के साथ डिमॉड्यूलेशन के साथ क्लासिक रेडियो सर्किट अप्रभावी हो जाता है। यह या तो ट्रांजिस्टर को बेहतर बनाने के लिए आवश्यक है, जो एक निश्चित सीमा तक भी काम करता है, या कुछ पूरी तरह से अलग पेश करता है। रूसी भौतिकविदों ने बिल्कुल इसी "अन्य" का प्रस्ताव रखा।

टेराहर्ट्ज़ डिटेक्टर के रूप में ग्राफीन सुरंग ट्रांजिस्टर। छवि स्रोत: नेचर कम्युनिकेशंस

फोटोनिक्स केंद्र में द्वि-आयामी सामग्रियों के ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स की प्रयोगशाला के प्रमुख, अध्ययन के लेखकों में से एक कहते हैं, "कम वोल्टेज के लिए सुरंग ट्रांजिस्टर की मजबूत प्रतिक्रिया का विचार लगभग पंद्रह वर्षों से जाना जाता है।" और एमआईपीटी में द्वि-आयामी सामग्री, दिमित्री स्विंटसोव। "हमसे पहले, किसी को भी एहसास नहीं हुआ कि सुरंग ट्रांजिस्टर की इसी संपत्ति का उपयोग टेराहर्ट्ज़ डिटेक्टर तकनीक में किया जा सकता है।" जैसा कि वैज्ञानिकों ने स्थापित किया है, "यदि कोई ट्रांजिस्टर नियंत्रण सिग्नल की कम शक्ति पर अच्छी तरह से खुलता और बंद होता है, तो उसे हवा से कमजोर सिग्नल को पकड़ने में भी अच्छा होना चाहिए।"

नेचर कम्युनिकेशंस जर्नल में वर्णित प्रयोग के लिए, बाइलेयर ग्राफीन पर एक सुरंग ट्रांजिस्टर बनाया गया था। प्रयोग से पता चला कि सुरंग मोड में डिवाइस की संवेदनशीलता शास्त्रीय परिवहन मोड की तुलना में कई गुना अधिक है। इस प्रकार, प्रायोगिक ट्रांजिस्टर डिटेक्टर बाजार में उपलब्ध समान सुपरकंडक्टर और सेमीकंडक्टर बोलोमीटर की तुलना में संवेदनशीलता में बदतर नहीं निकला। सिद्धांत बताता है कि ग्राफीन जितना शुद्ध होगा, संवेदनशीलता उतनी ही अधिक होगी, जो आधुनिक टेराहर्ट्ज़ डिटेक्टरों की क्षमताओं से कहीं अधिक है, और यह कोई विकास नहीं है, बल्कि उद्योग में एक क्रांति है।

स्रोत: 3dnews.ru