Physiker vum Moskauer Institut fir Physik an Technologie mat Kollegen vun der Moskauer State Pedagogescher Universitéit an der Universitéit vu Manchester hunn en héich sensiblen Terahertz Stralungsdetektor erstallt op Basis vum Tunneleffekt am Graphen. Tatsächlech gouf e Feldeffekt-Tunneltransistor an en Detektor ëmgewandelt, deen duerch Signaler "aus der Loft" opgemaach ka ginn an net iwwer konventionell Kreesleef iwwerdroe ginn.
Quantentunneling. Bildquell: Daria Sokol, MIPT Presseservice
D'Entdeckung, déi op d'Iddie vun de Physiker Mikhail Dyakonov a Mikhail Shur an de fréien 1990er proposéiert gouf, bréngt d'Ära vun drahtlose Terahertz Technologien méi no. Dëst bedeit datt d'Geschwindegkeet vun der drahtloser Kommunikatioun vill Mol eropgeet, a Radar- a Sécherheetstechnologien, Radioastronomie a medizinesch Diagnostik wäerten op e ganz neien Niveau klammen.
D'Iddi vun de russesche Physiker war datt den Tunneltransistor proposéiert gouf net fir Signalverstäerkung an Demodulatioun ze benotzen, mee als Apparat, deen "eleng dat moduléiert Signal an eng Sequenz vu Bits oder Stëmminformatioun verwandelt wéinst der netlinearer Bezéiung tëscht Stroum a Spannung." An anere Wierder, den Tunneleffekt kann op engem extrem nidderegen Signalniveau um Transistorpaart optrieden, wat den Transistor erlaabt en Tunnelstroum (oppen) och vun engem ganz schwaache Signal unzefänken.
Firwat ass de klassesche Schema fir Transistoren net gëeegent? Wann Dir an d'Terahertz-Beräich bewegt, hunn déi meescht existent Transistoren keng Zäit fir déi néideg Ladung ze kréien, sou datt de klassesche Radioschaltung mat engem schwaache Signalverstärker op engem Transistor gefollegt vun der Demodulatioun net effikass gëtt. Et ass néideg entweder Transistoren ze verbesseren, déi och bis zu enger gewësser Limit funktionnéieren, oder eppes ganz anescht ze bidden. Russesch Physiker proposéiert genee dësen "aner".
Graphene Tunnel Transistor als Terahertz Detektor. Bildquell: Nature Communications
"D'Iddi vun enger staarker Reaktioun vun engem Tunneltransistor op niddereg Spannungen ass fir ongeféier fofzéng Joer bekannt", seet ee vun den Autoren vun der Studie, Chef vum Laboratoire vun der Optoelektronik vun zweedimensionalen Materialien am Centre for Photonics an Zweedimensional Materialien bei MIPT, Dmitry Svintsov. "Virun eis huet keen gemierkt datt déiselwecht Eegeschafte vun engem Tunneltransistor an der Terahertz-Detektortechnologie benotzt ka ginn." Wéi d'Wëssenschaftler festgestallt hunn, "wann en Transistor gutt opmaacht an zoumaacht mat enger gerénger Kraaft vum Kontrollsignal, da sollt et och gutt sinn fir e schwaacht Signal aus der Loft opzehuelen."
Fir den Experiment, beschriwwen an der Zäitschrëft Nature Communications, gouf en Tunneltransistor op bilayer graphene erstallt. D'Experiment huet gewisen datt d'Sensibilitéit vum Apparat am Tunnelmodus e puer Uerderen méi héich ass wéi déi am klassesche Transportmodus. Sou huet sech den experimentellen Transistordetektor net méi schlëmm a Sensibilitéit gewisen wéi ähnlech Superleiter- an Hallefleitbolometer, déi um Maart verfügbar sinn. D'Theorie seet datt de méi pure Graphen, dest méi héich ass d'Sensibilitéit, wat d'Kapazitéite vu modernen Terahertz-Detektoren wäit iwwerschreift, an dëst ass keng Evolutioun, mee eng Revolutioun an der Industrie.
Source: 3dnews.ru