रशियामध्ये एक असामान्य अतिसंवेदनशील टेराहर्ट्झ रेडिएशन डिटेक्टर तयार करण्यात आला आहे

मॉस्को इन्स्टिट्यूट ऑफ फिजिक्स अँड टेक्नॉलॉजीच्या भौतिकशास्त्रज्ञांनी मॉस्को स्टेट पेडॅगॉजिकल युनिव्हर्सिटी आणि मँचेस्टर युनिव्हर्सिटीच्या सहकाऱ्यांसह ग्राफीनमधील टनेलिंग इफेक्टवर आधारित एक अत्यंत संवेदनशील टेराहर्ट्झ रेडिएशन डिटेक्टर तयार केला आहे. खरं तर, फील्ड-इफेक्ट बोगदा ट्रान्झिस्टर डिटेक्टरमध्ये बदलला होता, जो "हवेतून" सिग्नलद्वारे उघडला जाऊ शकतो आणि पारंपारिक सर्किट्सद्वारे प्रसारित केला जाऊ शकत नाही.

क्वांटम बोगदा. प्रतिमा स्रोत: डारिया सोकोल, एमआयपीटी प्रेस सेवा

1990 च्या दशकाच्या सुरुवातीला भौतिकशास्त्रज्ञ मिखाईल डायकोनोव्ह आणि मिखाईल शूर यांच्या कल्पनांवर आधारित हा शोध वायरलेस टेराहर्ट्झ तंत्रज्ञानाच्या युगाला जवळ आणतो. याचा अर्थ वायरलेस संप्रेषणाचा वेग अनेक पटींनी वाढेल आणि रडार आणि सुरक्षा तंत्रज्ञान, रेडिओ खगोलशास्त्र आणि वैद्यकीय निदान पूर्णपणे नवीन स्तरावर वाढेल.

रशियन भौतिकशास्त्रज्ञांची कल्पना अशी होती की बोगदा ट्रान्झिस्टरचा वापर सिग्नल अॅम्प्लीफिकेशन आणि डिमॉड्युलेशनसाठी नाही तर एक उपकरण म्हणून केला गेला होता जो “स्वतः मोड्यूलेटेड सिग्नलला बिट किंवा आवाजाच्या माहितीच्या अनुक्रमात बदलतो. वर्तमान आणि व्होल्टेज दरम्यान. दुस-या शब्दात सांगायचे तर, ट्रान्झिस्टरच्या गेटवर अत्यंत कमी सिग्नल स्तरावर बोगदा परिणाम होऊ शकतो, ज्यामुळे ट्रान्झिस्टरला अगदी कमकुवत सिग्नलमधूनही टनेलिंग करंट (ओपन) सुरू करण्यास अनुमती मिळते.

ट्रान्झिस्टर वापरण्याची क्लासिक योजना का योग्य नाही? टेराहर्ट्झ श्रेणीकडे जाताना, बहुतेक विद्यमान ट्रान्झिस्टरला आवश्यक चार्ज प्राप्त करण्यासाठी वेळ नसतो, म्हणून ट्रान्झिस्टरवर कमकुवत सिग्नल अॅम्प्लीफायर असलेले क्लासिक रेडिओ सर्किट त्यानंतर डिमॉड्यूलेशन अप्रभावी होते. एकतर ट्रान्झिस्टर सुधारणे आवश्यक आहे, जे एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत देखील कार्य करते किंवा पूर्णपणे भिन्न काहीतरी ऑफर करते. रशियन भौतिकशास्त्रज्ञांनी हे "इतर" तंतोतंत प्रस्तावित केले.

टेराहर्ट्झ डिटेक्टर म्हणून ग्राफीन बोगदा ट्रान्झिस्टर. प्रतिमा स्त्रोत: नेचर कम्युनिकेशन्स

सेंटर फॉर फोटोनिक्समधील द्विमितीय सामग्रीच्या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्सच्या प्रयोगशाळेचे प्रमुख, अभ्यासाच्या लेखकांपैकी एक म्हणतात, "कमी व्होल्टेजला बोगदा ट्रान्झिस्टरच्या तीव्र प्रतिसादाची कल्पना सुमारे पंधरा वर्षांपासून ज्ञात आहे." आणि एमआयपीटी येथे द्विमितीय साहित्य, दिमित्री स्विन्त्सोव्ह. "आमच्या आधी, टनेल ट्रान्झिस्टरची हीच मालमत्ता टेराहर्ट्झ डिटेक्टर तंत्रज्ञानामध्ये वापरली जाऊ शकते हे कोणालाही समजले नाही." शास्त्रज्ञांनी स्थापित केल्याप्रमाणे, "कंट्रोल सिग्नलच्या कमी पॉवरवर ट्रान्झिस्टर चांगले उघडले आणि बंद झाले, तर हवेतून कमकुवत सिग्नल उचलणे देखील चांगले आहे."

नेचर कम्युनिकेशन्स जर्नलमध्ये वर्णन केलेल्या प्रयोगासाठी, बायलेयर ग्राफीनवर एक बोगदा ट्रान्झिस्टर तयार केला गेला. प्रयोगातून असे दिसून आले आहे की टनेल मोडमधील उपकरणाची संवेदनशीलता शास्त्रीय वाहतूक मोडपेक्षा अनेक ऑर्डरची परिमाण जास्त आहे. अशा प्रकारे, प्रायोगिक ट्रान्झिस्टर डिटेक्टर हे बाजारात उपलब्ध असलेल्या समान सुपरकंडक्टर आणि सेमीकंडक्टर बोलोमीटरपेक्षा संवेदनशीलतेमध्ये वाईट नाही. सिद्धांत सूचित करतो की ग्राफीन जितके शुद्ध असेल तितकी संवेदनशीलता जास्त असेल, जी आधुनिक टेराहर्ट्झ डिटेक्टरच्या क्षमतेपेक्षा जास्त असेल आणि ही उत्क्रांती नाही तर उद्योगातील क्रांती आहे.

स्त्रोत: 3dnews.ru