物理科技生物学-PHYICA

石墨烯放大器解锁中川玲奈电磁频谱中的隐藏频率

纳米技术 2022-02-25 23:58:19

作者彼得·沃辛斯基,拉夫堡大学 太赫兹频率的光打在“三明治”上,被额外的能量反射

学分:拉夫堡大学 研究人员创造了一种独特的设备,它将解开难以捉摸的太赫兹波长,并使革命性的新技术成为可能

太赫兹波(THz)位于光频谱的微波和红外之间,但由于它们的低能量,科学家们无法利用它们的潜力。

这个难题在科学界被称为“太赫兹缺口”

" 能够探测和放大太赫兹波(x光)将开启一个医疗、通信、卫星、宇宙学和其他技术的新时代

一个主要的应用是作为一种安全的、非破坏性的x光替代物

然而,到目前为止,范围在3毫米到30微米之间的波长被证明是不可能使用的,因为来自所有现有来源的信号相对较弱

一组物理学家利用石墨烯和高温超导体创造了一种新型光学晶体管——一种工作的太赫兹放大器

简单放大器背后的物理原理依赖于石墨烯的性质,石墨烯是透明的,对光不敏感,其电子没有质量

它由两层石墨烯和一个超导体组成,超导体像三明治一样将石墨烯无质量电子夹在中间

该设备然后连接到电源

当太赫兹辐射击中石墨烯外层时,里面被捕获的粒子会附着在输出的波上,放大它们

拉夫堡大学物理系的费多尔·库斯马采夫教授说:“太赫兹光照射在三明治上时,会像镜子一样反射回来

" 石墨烯放大器

学分:拉夫堡大学 “主要的一点是,反射的光会比落在设备上的光多

“它之所以有效,是因为外部能量是由电池或电磁波谱中其他更高频率的光线提供的

太赫兹光子被石墨烯转化为无质量的电子,反过来又被转化为反射的、能量化的太赫兹光子

由于这种转变,太赫兹光子从石墨烯或电池中获取能量,微弱的太赫兹信号被放大

" 这一突破发表在《物理评论快报》上

该团队正在继续开发该设备,并希望很快就能准备好原型进行测试

库斯马尔采夫教授说,他们希望在大约一年内有一个可以商业化的工作放大器

他补充说,这种设备将极大地改善当前的技术,让科学家能够揭示更多关于人脑的信息

“宇宙充满了太赫兹辐射和信号,事实上,所有生物有机体都吸收和发射它

我希望有了这样一个放大器,我们将能够发现许多大自然的奥秘,例如,化学反应和生物过程是如何进行的,或者我们的大脑是如何运作的,我们是如何思考的

太赫兹波段是人类采用的最后一种辐射频率

微波、红外线、可见光、x光和其他带宽对无数科技进步至关重要

“它的特性将极大地改善诸如成像、光谱学、断层摄影、医疗诊断、健康监测、环境控制以及化学和生物识别等科学的广阔领域

“我们开发的设备将允许科学家和工程师利用虚幻的带宽,创造下一代医疗设备、检测硬件和无线通信技术

"

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