Մոսկվայի Ֆիզիկայի և տեխնոլոգիայի ինստիտուտի ֆիզիկոսները Մոսկվայի պետական մանկավարժական համալսարանի և Մանչեսթերի համալսարանի գործընկերների հետ ստեղծել են խիստ զգայուն տերահերց ճառագայթման դետեկտոր՝ հիմնված գրաֆենի թունելային էֆեկտի վրա: Փաստորեն, դաշտային թունելի տրանզիստորը վերածվեց դետեկտորի, որը կարող էր բացվել «օդից» ազդանշաններով և չփոխանցվել սովորական սխեմաների միջոցով:
Քվանտային թունելավորում. Պատկերի աղբյուրը՝ Դարիա Սոկոլ, MIPT մամուլի ծառայություն
Հայտնագործությունը, որը հիմնված էր 1990-ականների սկզբին առաջարկված ֆիզիկոսներ Միխայիլ Դյակոնովի և Միխայիլ Շուրի գաղափարների վրա, մոտեցնում է անլար տերահերց տեխնոլոգիաների դարաշրջանը։ Սա նշանակում է, որ անլար կապի արագությունը կավելանա էքսպոնենցիալ, և ռադիոլոկացիոն և անվտանգության տեխնոլոգիաները, ռադիոաստղագիտությունը և բժշկական ախտորոշումը բոլորովին նոր մակարդակի կբարձրանան:
Ռուս ֆիզիկոսների գաղափարն այն էր, որ թունելային տրանզիստորն առաջարկվում էր օգտագործել ոչ թե ազդանշանի ուժեղացման և դեմոդուլյացիայի համար, այլ որպես սարք, որը «ինքնին վերածում է մոդուլացված ազդանշանը բիթերի կամ ձայնային տեղեկատվության հաջորդականության՝ ոչ գծային հարաբերությունների պատճառով։ հոսանքի և լարման միջև»: Այլ կերպ ասած, թունելային էֆեկտը կարող է առաջանալ տրանզիստորի դարպասի ազդանշանի չափազանց ցածր մակարդակի վրա, ինչը թույլ կտա տրանզիստորին սկսել թունելային հոսանք (բաց) նույնիսկ շատ թույլ ազդանշանից:
Ինչու՞ տրանզիստորների օգտագործման դասական սխեման հարմար չէ: Տերահերցի միջակայքին անցնելիս գոյություն ունեցող տրանզիստորների մեծ մասը ժամանակ չունի պահանջվող լիցքը ստանալու համար, ուստի տրանզիստորի վրա թույլ ազդանշանային ուժեղացուցիչով դասական ռադիո շղթան, որին հաջորդում է դեմոդուլյացիան, դառնում է անարդյունավետ: Պետք է կամ կատարելագործել տրանզիստորները, որոնք նույնպես աշխատում են մինչև որոշակի սահմանաչափ, կամ առաջարկել բոլորովին այլ բան։ Ռուս ֆիզիկոսներն առաջարկել են հենց այս «մյուսը»:
Գրաֆենի թունելի տրանզիստորը որպես տերահերց դետեկտոր: Պատկերի աղբյուրը՝ Nature Communications
«Ցածր լարումներին թունելի տրանզիստորի ուժեղ արձագանքման գաղափարը հայտնի է մոտ տասնհինգ տարի»,- ասում է հետազոտության հեղինակներից մեկը՝ Ֆոտոնիկայի կենտրոնի երկչափ նյութերի օպտոէլեկտրոնիկայի լաբորատորիայի ղեկավարը։ և երկչափ նյութերը MIPT-ում, Դմիտրի Սվինցով: «Մեզնից առաջ ոչ ոք չէր գիտակցում, որ թունելի տրանզիստորի այս նույն հատկությունը կարող է օգտագործվել տերահերց դետեկտորի տեխնոլոգիայի մեջ»: Ինչպես պարզել են գիտնականները, «եթե տրանզիստորը լավ բացվում և փակվում է հսկիչ ազդանշանի ցածր հզորությամբ, ապա այն պետք է լավ լինի նաև օդից թույլ ազդանշան վերցնելու համար»:
Փորձի համար, որը նկարագրված է Nature Communications ամսագրում, թունելի տրանզիստոր է ստեղծվել երկշերտ գրաֆենի վրա: Փորձը ցույց տվեց, որ սարքի զգայունությունը թունելային ռեժիմում մի քանի կարգով ավելի մեծ է, քան դասական տրանսպորտի ռեժիմում։ Այսպիսով, փորձնական տրանզիստորային դետեկտորը զգայունությամբ ավելի վատ չէր, քան շուկայում առկա նմանատիպ գերհաղորդիչ և կիսահաղորդչային բոլոմետրերը: Տեսությունը ենթադրում է, որ որքան մաքուր լինի գրաֆենը, այնքան բարձր կլինի զգայունությունը, ինչը զգալիորեն գերազանցում է ժամանակակից տերահերց դետեկտորների հնարավորությունները, և սա ոչ թե էվոլյուցիա է, այլ հեղափոխություն արդյունաբերության մեջ:
Source: 3dnews.ru