Ahli fizik dari Institut Fizik dan Teknologi Moscow bersama rakan sekerja dari Universiti Pedagogi Negeri Moscow dan Universiti Manchester telah mencipta pengesan sinaran terahertz yang sangat sensitif berdasarkan kesan terowong dalam graphene. Malah, transistor terowong kesan medan telah bertukar menjadi pengesan, yang boleh dibuka dengan isyarat "dari udara", dan tidak dihantar melalui litar konvensional.
Terowong kuantum. Sumber gambar: Daria Sokol, perkhidmatan akhbar MIPT
Penemuan itu, yang berdasarkan idea ahli fizik Mikhail Dyakonov dan Mikhail Shur yang dicadangkan pada awal 1990-an, mendekatkan era teknologi terahertz tanpa wayar. Ini bermakna kelajuan komunikasi tanpa wayar akan meningkat berkali-kali ganda, dan teknologi radar dan keselamatan, astronomi radio dan diagnostik perubatan akan meningkat ke tahap yang baharu.
Idea ahli fizik Rusia adalah bahawa transistor terowong dicadangkan untuk digunakan bukan untuk penguatan isyarat dan penyahmodulasi, tetapi sebagai peranti yang "dengan sendirinya mengubah isyarat termodulat menjadi urutan bit atau maklumat suara disebabkan oleh hubungan tak linear. antara arus dan voltan.β Dalam erti kata lain, kesan terowong boleh berlaku pada tahap isyarat yang sangat rendah pada get transistor, yang akan membolehkan transistor memulakan arus terowong (terbuka) walaupun dari isyarat yang sangat lemah.
Mengapakah skema klasik menggunakan transistor tidak sesuai? Apabila bergerak ke julat terahertz, kebanyakan transistor sedia ada tidak mempunyai masa untuk menerima caj yang diperlukan, jadi litar radio klasik dengan penguat isyarat lemah pada transistor diikuti dengan penyahmodulasian menjadi tidak berkesan. Ia adalah perlu sama ada untuk menambah baik transistor, yang juga berfungsi sehingga had tertentu, atau untuk menawarkan sesuatu yang berbeza sama sekali. Ahli fizik Rusia mencadangkan "lain" ini dengan tepat.
Transistor terowong graphene sebagai pengesan terahertz. Sumber imej: Nature Communications
"Idea tindak balas kuat transistor terowong kepada voltan rendah telah diketahui selama kira-kira lima belas tahun," kata salah seorang pengarang kajian, ketua makmal optoelektronik bahan dua dimensi di Pusat Fotonik. dan Bahan Dua Dimensi di MIPT, Dmitry Svintsov. "Sebelum kami, tiada siapa yang menyedari bahawa sifat transistor terowong yang sama ini boleh digunakan dalam teknologi pengesan terahertz." Seperti yang telah ditetapkan oleh saintis, "jika transistor membuka dan menutup dengan baik pada kuasa rendah isyarat kawalan, maka ia juga harus pandai mengambil isyarat lemah dari udara."
Untuk eksperimen, yang diterangkan dalam jurnal Nature Communications, transistor terowong telah dicipta pada graphene dwilapisan. Eksperimen menunjukkan bahawa sensitiviti peranti dalam mod terowong adalah beberapa urutan magnitud lebih tinggi daripada dalam mod pengangkutan klasik. Oleh itu, pengesan transistor eksperimen ternyata tidak lebih teruk dalam kepekaan daripada superkonduktor dan bolometer semikonduktor serupa yang terdapat di pasaran. Teori ini mencadangkan bahawa lebih tulen graphene, lebih tinggi sensitivitinya, yang jauh melebihi keupayaan pengesan terahertz moden, dan ini bukan evolusi, tetapi revolusi dalam industri.
Sumber: 3dnews.ru